Kuinka laskea nesteen virtaus putken reiän läpi

Sisältö

• Vaihe 1: Kerää putken mitat
• Vaihe 2: Määritä poikkileikkauspinta-ala
• Vaihe 3: Löydä nesteen nopeus
• Vaihe 4: Löydä nesteen tilavuusvirta (virtaus)
• Näytteen laskeminen

Putkien yleinen ongelma on korroosio. Ajan myötä putken korroosio voi tehdä reiän, joka aiheuttaa vuodon. Nesteen virtauksen laskeminen reiän läpi voi olla vaikeaa, johtuen monista muuttujista, kuten nesteen virtausnopeudesta, putken paineesta ja nesteen tiheydestä, vain muutamia mainitakseni, mutta älä väri. Löydät tarvitsemasi vastauksen seuraamalla yksinkertaisia ​​vaiheita.

Vaihe 1: Kerää putken mitat

Mittaukset: putken reiän halkaisija (D) ja nesteen pinnan korkeus (h) reiän yläpuolella. Varmista, että kaikki mittaukset ovat samassa vakioyksikössä. Esimerkiksi 1 tuuma = 0,0254 metriä, joten jos käytät tuumaa, muunna mitat metriksi yksiköiksi.

Vaihe 2: Määritä poikkileikkauspinta-ala

Laske reiän (A) poikkileikkauspinta-ala. Jaa reiän halkaisija puoliksi saadaksesi säde. Käytä kaavaa A = πr² (säde toiseen tehoon). Tulos on neliöpituusyksikköinä.

Vaihe 3: Löydä nesteen nopeus

Löydä nesteen nopeus (v) Bernoulli-yhtälöllä, jos sitä ei ole jo annettu. Jos nestepaine putkessa on vakio (ts. Jos virtaus on tasainen), neste poistuu putken reiän läpi nopeudella v = √2_g_h, missä g on painovoiman aiheuttama kiihtyvyys, 9,8 m / s².

Vaihe 4: Löydä nesteen tilavuusvirta (virtaus)

Kerro reiän poikkileikkauspinta-ala fluidin nopeudella löytääksesi nesteen tilavuusvirtausnopeuden (Q): Q = A * v Tämä on nesteen tilavuus, joka jättää reiän kuutiometreinä sekunnissa.

Näytteen laskeminen

Katsotaan esimerkkiä numeroineen. Laske nesteen virtaus putken reiän läpi vakiopaineella, jos vesi poistuu reiästä nopeudella 1,7 m / s ja reiän halkaisija on d = 1 tuuma = 1 * 0,0254 = 0,0254 metriä.

Ensin selvitetään reiän poikkileikkauspinta-ala: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Koska paine on vakio ja reiän läpi kulkevan veden nopeus on 1,7 m / s, käytä vaiheen 4 kaavaa löytääksesi reiästä lähtevän vesimäärän: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

Koska 1 kuutiometri = 61 024 kuutiometriä tuumaa, Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 tuumaa ^ 3 / s. Siten 52,9 kuutiometriä tuumaa vettä poistuu putken reiästä sekunnissa.