Kako izračunati pretok tekočine skozi luknjo v cevi

Vsebina

• 1. korak: Zberite meritve cevi
• 2. korak: Določite območje medsektorskega preseka
• 3. korak: Poiščite hitrost tekočine
• 4. korak: Poiščite pretok prostornine tekočine (Flux)
• Izračun vzorca

Pogosta težava cevi je korozija. Sčasoma lahko korozija v cevi naredi luknjo, ki povzroči puščanje. Izračun pretoka tekočine skozi luknjo je lahko težaven zaradi številnih spremenljivk, kot so hitrost pretoka tekočine, tlak v cevi in ​​gostota tekočine, če jih naštejemo le nekaj, vendar vas ne odvrača. Odgovor, ki ga potrebujete, najdete s preprostim korakom.

1. korak: Zberite meritve cevi

Pridobite meritve: premer (D) luknje v cevi in ​​višina (h) površine tekočine nad luknjo. Prepričajte se, da so vse meritve v isti standardni enoti. Na primer, 1 palčni = 0,0254 metra, zato, če uporabljate palčke, meritve pretvorite v metrične enote.

2. korak: Določite območje medsektorskega preseka

Izračunajte površino prečnega prereza luknje (A). Premer luknje razdelite na pol, da dobite polmer. Uporabite formulo A = πr² (polmer do druge moči). Rezultat bo v enotah kvadratne dolžine.

3. korak: Poiščite hitrost tekočine

Uporabite Bernoullijevo enačbo za iskanje hitrosti (v) tekočine, če ta še ni podana. Če je tlak tekočine v cevi stalen (t.j. če je pretok enakomeren), tekočina zapusti skozi luknjo v cevi s hitrostjo v = √2_g_h, kjer je g pospešek zaradi gravitacije, 9,8 m / s².

4. korak: Poiščite pretok prostornine tekočine (Flux)

Pomnožite površino preseka luknje s hitrostjo tekočine, da bi našli volumski pretok tekočine (Q): Q = A * v To bo volumen tekočine, ki luknjo pušča v kubičnih metrih na sekundo.

Izračun vzorca

Oglejmo si primer s številkami. Izračunajte pretok tekočine skozi luknjo v cevi s konstantnim tlakom, če voda zapusti luknjo s hitrostjo 1,7 m / s in premer luknje je d = 1 inč = 1 * 0,0254 = 0,0254 metra.

Najprej poiščite območje prečnega prereza luknje: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Ker je tlak konstanten in je hitrost vode skozi luknjo 1,7 m / s, uporabite formulo iz koraka 4, da poiščete količino vode, ki zapusti luknjo: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0.000867 m ^ 3 / s.

Ker je 1 kubični meter = 61.024 kubičnih centimetrov, Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61.024 = 52,9 palca ^ 3 / s. Tako 52,9 kubičnih centimetrov vode pušča luknjo v cevi v sekundi.