Kuidas arvutada vedeliku voolu läbi torus oleva augu

Sisu

• 1. samm: koguge toru mõõtmed
• 2. samm: määrake ristlõikepindala
• 3. samm: leidke vedeliku kiirus
• 4. samm: leidke vedeliku mahu vool (Flux)
• Proovi arvutamine

Torude tavaline probleem on korrosioon. Aja jooksul võib torus esinev korrosioon teha augu, mis põhjustab lekke. Vedeliku vooluhulga arvutamine läbi augu võib olla keeruline paljude muutujate, näiteks vedeliku voolukiiruse, rõhu torus ja vedeliku tiheduse tõttu, kui nimetada vaid mõnda, kuid ärge heitke end sellesse. Vajaliku vastuse leiate lihtsa sammu abil.

1. samm: koguge toru mõõtmed

Mõõtmiste saamine: torus oleva augu läbimõõt (D) ja vedeliku pinna kõrgus (h) augu kohal. Veenduge, et kõik mõõtmised oleksid ühes ja samas ühikus. Näiteks 1 tolli = 0,0254 meetrit, nii et kui kasutate tolliseid, teisendage oma mõõtmed meetermõõdustiku ühikuteks.

2. samm: määrake ristlõikepindala

Arvutage augu (A) ristlõikepindala. Raadiuse saamiseks jagage augu läbimõõt pooleks. Kasutage valemit A = πr² (raadiust teise võimsuseni). Tulemus saadakse ruutpikkustes.

3. samm: leidke vedeliku kiirus

Vedeliku kiiruse (v) leidmiseks kasutage Bernoulli võrrandit, kui seda veel pole. Kui vedeliku rõhk torus on püsiv (st kui vool on ühtlane), väljub vedelik läbi torus oleva augu kiirusega v = √2_g_h, kus g on raskusjõu tõttu kiirendus, 9,8 m / s².

4. samm: leidke vedeliku mahu vool (Flux)

Korrutage augu ristlõikepindala vedeliku kiirusega vedeliku mahu voolukiiruse (Q) leidmiseks: Q = A * v See on vedeliku maht, mis väljub august kuupmeetrites sekundis.

Proovi arvutamine

Vaatame numbritega näidet. Arvutage vedeliku vool läbi torus oleva ava konstantse rõhuga, kui vesi väljub august kiirusega 1,7 m / s ja augu läbimõõt on d = 1 tolli = 1 * 0,0254 = 0,0254 meetrit.

Kõigepealt leidke augu ristlõikepindala: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Kuna rõhk on konstantne ja auku läbiva vee kiirus on 1,7 m / s, kasutage augustist 4 väljuvat valemit augu väljuva vee mahu leidmiseks: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

Kuna 1 kuupmeeter = 61 024 kuup tolli, siis Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 tolli ^ 3 / s. Seega jätab torus oleva augu sekundis ava 52,9 kuup tolli vett.