Cum se calculează fluxul de fluid printr-un orificiu într-o conductă

Conţinut

• Pasul 1: colectați măsurătorile conductei
• Pasul 2: Determinați zona transversală
• Pasul 3: Găsiți viteza fluidului
• Pasul 4: Găsiți fluxul de volum fluid (flux)
• Calculul eșantionului

O problemă comună la conducte este coroziunea. În timp, coroziunea într-o țeavă poate face o gaură care provoacă o scurgere. Calcularea fluxului de fluid printr-o gaură poate fi dificilă, din cauza multor variabile precum viteza fluxului de fluid, presiunea în conductă și densitatea fluidului, doar pentru a numi câteva, dar nu vă descurajați. Puteți găsi răspunsul de care aveți nevoie urmând o serie simplă de pași.

Pasul 1: colectați măsurătorile conductei

Obțineți măsurători: diametrul (D) al găurii din țeavă și înălțimea (h) a suprafeței fluidului de deasupra găurii. Asigurați-vă că toate măsurătorile sunt în aceeași unitate standard. De exemplu, 1 inch = 0,0254 metri, deci dacă utilizați inci, convertiți-vă măsurătorile în unități metrice.

Pasul 2: Determinați zona transversală

Calculați aria secțiunii transversale a găurii (A). Împărțiți diametrul găurii în jumătate pentru a obține raza. Folosiți formula A = πr² (raza la a doua putere). Rezultatul va fi în unități de lungime pătrată.

Pasul 3: Găsiți viteza fluidului

Folosiți ecuația Bernoulli pentru a găsi viteza fluidului (v) dacă nu este deja prevăzută. Dacă presiunea fluidului într-o conductă este constantă (adică, dacă debitul este constant), fluidul iese prin orificiul din țeavă cu o viteză de v = √2_g_h, unde g este accelerație datorită gravitației, 9,8 m / s².

Pasul 4: Găsiți fluxul de volum fluid (flux)

Înmulțiți suprafața secțiunii transversale a găurii cu viteza fluidului pentru a găsi debitul de volum al fluidului (Q): Q = A * v Acesta va fi volumul fluidului care părăsește gaura în metri cubi pe secundă.

Calculul eșantionului

Să vă uităm la un exemplu cu numere. Calculați fluxul de fluid prin orificiul din țeavă cu presiune constantă dacă apa părăsește gaura cu o viteză de 1,7 m / s și diametrul găurii este d = 1 inch = 1 * 0,0254 = 0,0254 metri.

Mai întâi, găsiți secțiunea transversală a găurii: A = 3.14 * (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 m ^ 2. Deoarece presiunea este constantă și viteza apei care trece prin gaură este de 1,7 m / s, folosiți formula de la Pasul 4 pentru a găsi volumul de apă care iese din gaură: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

De la 1 metru cub = 61.024 inchi cubi, Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61.024 = 52,9 inch ^ 3 / s. Astfel, 52,9 inci cubi de apă părăsește gaura în conductă pe secundă.