Sådan beregnes væskestrømmen gennem et hul i et rør

Indhold

• Trin 1: Saml målinger af røret
• Trin 2: Bestem tværsnitsområdet
• Trin 3: Find væskehastigheden
• Trin 4: Find væskestrømmen (Flux)
• Prøveberegning

Et almindeligt problem med rør er korrosion. Over tid kan korrosion i et rør skabe et hul, der forårsager 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 simpel række trin.

Trin 1: Saml målinger af røret

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

Trin 2: Bestem tværsnitsområdet

Beregn tværsnitsarealet til hullet (A). Del hullets diameter i to for at få radius. Brug formlen A = πr² (radius til anden effekt). Resultatet vil være i enheder med firkantet længde.

Trin 3: Find væskehastigheden

Brug Bernoulli-ligningen til at finde væskehastigheden (v), hvis den ikke allerede er tilvejebragt. Hvis fluidtrykket i et rør er konstant (dvs. hvis strømningen er stabil), forlader fluidet gennem hullet i røret med en hastighed på v = √2_g_h, hvor g er acceleration på grund af tyngdekraften, 9,8 m / s².

Trin 4: Find væskestrømmen (Flux)

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

Prøveberegning

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 = 1 inch = 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, 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 = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

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