Sådan beregnes væskestrømmen gennem et hul i en rør

Et almindeligt problem med rør er korrosion. Over tid kan korrosion i et rør lave et hul, som forårsager lækage. Beregning af væskestrømmen gennem et hul kan være svært på grund af mange variabler som væskestrømshastighed, tryk i røret og væskens tæthed, for blot at nævne nogle få, men ikke modløs. Du kan finde svaret du har brug for ved at følge en simpel række trin.

Trin 1: Indsamlinger af rørledningen

Hent mål: diameter (D) af hullet i rør og højde (h) af overfladen af ​​væsken over hullet. Sørg for, at alle målinger er i samme standard enhed. For eksempel 1 tommer = 0,0254 meter, så hvis du bruger tommer, konverter dine målinger til metriske enheder.

Trin 2: Bestem det tværsnitsareal

Beregn tværsnitsarealet af hullet (A). Del diameteren af ​​hullet i halvt for at få radius. Brug formlen A = πr ^{2 (radius til den anden effekt). Resultatet vil være i kvadratiske længde enheder.}

Trin 3: Find væskehastigheden

Brug Bernoulli ligningen til at finde fluidhastigheden (v), hvis den ikke allerede er angivet. Hvis væsketrykket i et rør er konstant (hvis strømmen er stabil), forlader væsken gennem hullet i røret med en hastighed på v = √2_g_h, hvor g er acceleration på grund af tyngdekraften, 9,8 m /s < sup> 2.

Trin 4: Find væskevolumenstrømmen (Flux)

Multiplicer hullets tværsnitsareal med fluidhastigheden for at finde væskestrømningshastigheden af ​​væsken ( Q): Q = A * v Dette er volumenet af væsken, der forlader hullet i kubikmeter per sekund.

Prøveberegning

Lad os se på et eksempel med tal. Beregn væskestrømmen gennem hullet i røret med konstant tryk, hvis vandet forlader hullet med en hastighed på 1,7 m /s, og hullets diameter er d = 1 tommer = 1 * 0,0254 = 0,0254 meter.

Find først hullets tværsnitsareal: A = 3,14 * (0,0254 /2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Da trykket er konstant og hastigheden af ​​vandet gennem hullet er 1,7 m /s, skal du bruge formlen fra trin 4 til at finde vandmængden, der forlader hullet: Q = 0.00051 m ^ 2 * 1,7 m /s = 0,000867 m ^ 3 /s.

Siden 1 kubikmeter = 61.024 kubikmeter, Q = 0,000867m ^ 3 /s * 61,024 = 52,9 tommer ^ 3 /s. Således forlader 52,9 kubikmeter vand vandet i røret per sekund.