Hvordan beregne væskestrømmen gjennom et hull i et rør

Innhold

• Trinn 1: Samle målinger av røret
• Trinn 2: Bestem tverrsnittsområdet
• Trinn 3: Finn væskehastigheten
• Trinn 4: Finn væskestrømmen (Flux)
• Prøveberegning

Et vanlig problem med rør er korrosjon. Over tid kan korrosjon i et rør lage et hull som forårsaker lekkasje. Det kan være vanskelig å beregne væskestrømmen gjennom et hull på grunn av mange variabler som fluidstrømningshastighet, trykk i røret og væsketettheten, bare for å nevne noen, men ikke bli motløs. Du kan finne svaret du trenger ved å følge en enkel trinnrekke.

Trinn 1: Samle målinger av røret

Få målinger: diameter (D) på hullet i røret og høyde (h) på overflaten av væsken over hullet. Forsikre deg om at alle målinger er i samme standardenhet. For eksempel 1 tomme = 0,0254 meter, så hvis du bruker tommer, konverterer du målingene til metriske enheter.

Trinn 2: Bestem tverrsnittsområdet

Beregn tverrsnittsarealet til hullet (A). Del diameteren på hullet i to for å få radius. Bruk formelen A = πr² (radius til andre effekt). Resultatet blir i firkantede lengder.

Trinn 3: Finn væskehastigheten

Bruk Bernoulli-ligningen for å finne væskehastigheten (v) hvis den ikke allerede er gitt. Hvis fluidtrykket i et rør er konstant (dvs. hvis strømmen er jevn), forlater væsken gjennom hullet i røret med en hastighet på v = √2_g_h, hvor g er akselerasjon på grunn av tyngdekraften, 9,8 m / s².

Trinn 4: Finn væskestrømmen (Flux)

Multipliser tverrsnittsområdet til hullet med fluidhastigheten for å finne volumstrømningshastigheten til væsken (Q): Q = A * v Dette vil være volumet av væsken som forlater hullet i kubikkmeter per sekund.

Prøveberegning

La oss se på et eksempel med tall. Beregn væskestrøm gjennom hullet i røret med konstant trykk hvis vannet forlater hullet med en hastighet på 1,7 m / s og diameteren på hullet er d = 1 tomme = 1 * 0,0254 = 0,0254 meter.

Finn først tverrsnittsområdet til hullet: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Siden trykket er konstant og hastigheten til vannet som går gjennom hullet er 1,7 m / s, bruk formelen fra trinn 4 for å finne volumet av vann som forlater hullet: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

Siden 1 kubikkmeter = 61,024 kubikk inches, Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 inch ^ 3 / s. Dermed forlater 52,9 kubikk inches vann hullet i røret per sekund.