Sådan beregnes væskestrømmen gennem et hul i et rør

Et almindeligt problem med rør er korrosion. Over tid kan korrosion i et rør skabe et hul, der forårsager en lækage. Det kan være vanskeligt at beregne væskestrømmen gennem et hul på grund af mange variabler som fluidstrømningshastighed, tryk i røret og væskedensiteten, bare for at nævne nogle få, men ikke blive modløs. Du kan finde det svar, du har brug for, ved at følge en enkel række trin.
Trin 1: Saml målinger af røret

Få målinger: diameter (D) på hullet i røret og højde (h) af overfladen af væsken over hullet. Sørg for, at alle målinger er i samme standardenhed. F.eks. 1 tomme \u003d 0,0254 meter, så hvis du bruger inches, skal du konvertere dine målinger til metriske enheder.
Trin 2: Bestem tværsnitsområdet

Beregn hullets tværsnitsareal ( EN). Del diameteren på hullet i to for at få radius. Brug formlen A \u003d πr ^{2 (radius til den anden effekt). Resultatet vil være i enheder med firkantet længde.
Trin 3: Find væskehastighed}

Brug Bernoulli-ligningen til at finde væskehastigheden (v), hvis den ikke allerede er angivet. Hvis fluidtrykket i et rør er konstant (dvs. hvis strømningen er stabil), forlader væsken gennem hullet i røret med en hastighed på v \u003d √2_g_h, hvor g er acceleration på grund af tyngdekraften, 9,8 m /s < sup> 2.. Trin 4: Find væskestrømmen (Flux)

Multiplicer tværsnitsarealet af hullet med fluidhastigheden for at finde volumenstrømningshastigheden for væsken (Q): Q \u003d A * v Dette vil være volumenet af væsken, der forlader hullet i kubikmeter per sekund.
Eksempelberegning

Lad os se på et eksempel med tal. Beregn fluidstrømning gennem hullet i røret med konstant tryk, hvis vandet forlader hullet med en hastighed på 1,7 m /s, og diameteren af hullet er d \u003d 1 inch \u003d 1 * 0,0254 \u003d 0,0254 meter.

Find først hullets tværsnitsareal: A \u003d 3,14 * (0,0254 /2) ^ 2 \u003d 0,00051 m ^ 2. Da trykket er konstant, og hastigheden af vandet, der går gennem hullet, er 1,7 m /s, skal du bruge formlen fra trin 4 til at finde mængden af vand, der forlader hullet: Q \u003d 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m /s \u003d 0,000867 m ^ 3 /s.

Da 1 kubikmeter \u003d 61,024 kubik inches, Q \u003d 0,000867 m ^ 3 /s * 61,024 \u003d 52,9 tommer ^ 3 /s. Således forlader 52,9 kubikmeter vand hullet i røret per sekund.