كيفية حساب تدفق السوائل من خلال ثقب في الأنابيب

المحتوى

• الخطوة 1: جمع قياسات الأنابيب
• الخطوة 2: تحديد منطقة المقطع العرضي
• الخطوة 3: العثور على سرعة السوائل
• الخطوة 4: العثور على تدفق حجم السائل (تدفق)
• حساب العينة

مشكلة شائعة مع الأنابيب هي التآكل. بمرور الوقت ، يمكن أن يؤدي التآكل في الأنبوب إلى حدوث ثقب يسبب التسرب. قد يكون حساب تدفق المائع من خلال ثقب أمرًا صعبًا ، نظرًا للعديد من المتغيرات مثل سرعة تدفق المائع والضغط في أنبوب وكثافة المائع ، على سبيل المثال لا الحصر ، ولكن لا يتم تثبيط ذلك. يمكنك العثور على الإجابة التي تحتاجها باتباع سلسلة بسيطة من الخطوات.

الخطوة 1: جمع قياسات الأنابيب

الحصول على قياسات: قطر (D) من ثقب في الأنابيب وارتفاع (ح) من سطح السائل فوق الحفرة. تأكد من أن جميع القياسات في نفس الوحدة القياسية. على سبيل المثال ، 1 بوصة = 0.0254 متر ، لذلك إذا كنت تستخدم البوصات ، قم بتحويل قياساتك إلى وحدات مترية.

الخطوة 2: تحديد منطقة المقطع العرضي

حساب مساحة مستعرضة من الحفرة (A). تقسيم قطر الثقب إلى النصف للحصول على دائرة نصف قطرها. استخدم الصيغة A = πr² (دائرة نصف قطرها إلى القوة الثانية). ستكون النتيجة بوحدات بطول مربع.

الخطوة 3: العثور على سرعة السوائل

استخدم معادلة Bernoulli للعثور على سرعة المائع (v) إذا لم تكن متوفرة بالفعل. إذا كان ضغط المائع في الأنبوب ثابتًا (على سبيل المثال ، إذا كان التدفق ثابتًا) ، فإن السائل يخترق الفتحة في الأنبوب بسرعة v = _2_g_h ، حيث g تسارع بسبب الجاذبية ، 9.8 م / ث².

الخطوة 4: العثور على تدفق حجم السائل (تدفق)

اضرب مساحة المقطع المستعرض للفتحة بواسطة سرعة المائع للعثور على معدل تدفق حجم المائع (Q): Q = A * v وهذا سيكون حجم المائع الذي يترك الثقب بالمتر المكعب في الثانية.

حساب العينة

لننظر إلى مثال بالأرقام. حساب تدفق السوائل من خلال ثقب في الأنابيب مع الضغط المستمر إذا كان الماء يترك الحفرة بسرعة 1.7 م / ث وقطر الحفرة هو د = 1 بوصة = 1 * 0.0254 = 0.0254 متر.

أولاً ، ابحث عن مساحة المقطع المستعرض للفتحة: A = 3.14 * (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 m ^ 2. نظرًا لأن الضغط ثابت وسرعة المياه التي تمر عبر الفتحة هي 1.7 م / ث ، استخدم الصيغة من الخطوة 4 للعثور على حجم الماء الذي يترك الحفرة: س = 0.00051 م ^ 2 * 1.7 م / ث = 0.000867 م ^ 3 / ثانية.

منذ 1 متر مكعب = 61،024 بوصة مكعبة ، Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61،024 = 52.9 inch ^ 3 / s. وهكذا ، يترك 52.9 بوصة مكعبة من المياه ثقب الأنبوب في الثانية.