Bagaimana Mengira Aliran Fluida Melalui Lubang dalam Paip

Kandungan

• Langkah 1: Kumpulkan Pengukuran Paip
• Langkah 2: Tentukan Kawasan Salib Sekti
• Langkah 3: Cari Velocity Fluida
• Langkah 4: Cari Fluid Volume Flow (Flux)
• Pengiraan Sampel

Masalah biasa dengan paip adalah kakisan. Lama kelamaan, kakisan dalam paip boleh membuat lubang yang menyebabkan kebocoran. Mengira aliran bendalir melalui lubang boleh menjadi sukar, kerana banyak pemboleh ubah seperti halaju aliran bendalir, tekanan dalam paip dan ketumpatan cecair, hanya untuk menamakan beberapa, tetapi tidak berkecil hati. Anda boleh mencari jawapan yang anda perlukan dengan mengikuti satu siri langkah mudah.

Langkah 1: Kumpulkan Pengukuran Paip

Dapatkan ukuran: diameter (D) lubang dalam paip dan tinggi (h) permukaan cecair di atas lubang. Pastikan semua pengukuran berada dalam unit piawai yang sama. Sebagai contoh, 1 inci = 0.0254 meter, jadi jika anda menggunakan inci, tukar ukuran anda ke unit metrik.

Langkah 2: Tentukan Kawasan Salib Sekti

Kirakan kawasan rentas keratan lubang (A). Bahagikan diameter lubang separuh untuk mendapatkan radius. Gunakan formula A = πr² (jejari ke kuasa kedua). Hasilnya akan berada dalam unit panjang persegi.

Langkah 3: Cari Velocity Fluida

Gunakan persamaan Bernoulli untuk mencari halaju bendalir (v) jika tidak disediakan. Sekiranya tekanan bendalir di dalam paip adalah malar (iaitu, jika alirannya stabil), cecair meninggalkan lubang dalam paip pada halaju v = √2_g_h, di mana g adalah pecutan disebabkan oleh graviti, 9.8 m / s².

Langkah 4: Cari Fluid Volume Flow (Flux)

Multiply luas keratan rentas lubang dengan halaju bendalir untuk mencari kadar aliran volum bendalir (Q): Q = A * v Ini akan menjadi isipadu cecair yang meninggalkan lubang dalam meter padu sesaat.

Pengiraan Sampel

Mari lihat contoh dengan nombor. Hitung aliran bendalir melalui lubang dalam paip dengan tekanan tetap jika air meninggalkan lubang dengan kelajuan 1.7 m / s dan diameter lubang ialah d = 1 inci = 1 * 0.0254 = 0.0254 meter.

Pertama, cari bahagian rentas keratan lubang: A = 3.14 * (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 m ^ 2. Oleh kerana tekanan adalah malar dan halaju air melalui lubang adalah 1.7 m / s, gunakan formula dari Langkah 4 untuk mencari isipadu air yang meninggalkan lubang: Q = 0.00051 m ^ 2 * 1.7 m / s = 0.000867 m ^ 3 / s.

Oleh kerana 1 meter padu = 61,024 inci padu, Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52.9 inci ^ 3 / s. Oleh itu, 52.9 inci padu air meninggalkan lubang dalam paip sesaat.