Калькулятор расхода – давление и диаметр | Копели

Если вам нужен быстрый расчет, но вы еще не умеете пользоваться калькулятором, вы можете заказать услугу расчета у разработчика калькулятора.

Средняя скорость потока жидкости и диаметр трубы для известного расхода

Скорость жидкости в трубе неравномерна по площади сечения. Поэтому используется средняя скорость, которая рассчитывается по уравнению неразрывности для установившегося потока как:

Калькулятор диаметра трубы

Рассчитайте диаметр трубы для известного расхода и скорости. Рассчитайте скорость потока для известного диаметра трубы и скорости потока. Преобразование объемного расхода в массовый. Рассчитайте объемный расход идеального газа при различных условиях давления и температуры.

Диаметр трубы можно рассчитать, если объемный расход и скорость известны как:

где: D – внутренний диаметр трубы; q – объемный расход; v – скорость; A – площадь поперечного сечения трубы.

Если массовый расход известен, то диаметр можно рассчитать как:

где: D – внутренний диаметр трубы; w – массовый расход; ρ – плотность жидкости; v – скорость.

Взгляните на эти три простых примера и узнайте, как можно использовать калькулятор для расчета диаметра трубы при известном расходе жидкости и желаемом расходе жидкости.

Ламинарный и турбулентный режим течения жидкости в трубе, критическая скорость

Если скорость жидкости внутри трубы мала, то линии тока будут прямыми параллельными линиями. По мере того, как скорость жидкости внутри трубы постепенно увеличивается, линии тока будут оставаться прямыми и параллельными стенке трубы до тех пор, пока не будет достигнута скорость, при которой линии тока будут колебаться и внезапно превращаться в рассеянные узоры. Скорость, при которой это происходит, называется «критической скоростью». При скоростях выше «критических» линии тока хаотично распределяются по трубе.

Режим течения, когда скорость ниже «критической», называется ламинарным течением (или вязким, или обтекаемым течением). При ламинарном режиме течения скорость наибольшая на оси трубы, а на стенке скорость равна нулю.

При скорости больше «критической» режим течения турбулентный. В турбулентном режиме течения происходит неравномерное беспорядочное движение частиц жидкости в направлениях, поперечных направлению основного потока. Изменение скорости при турбулентном течении происходит более равномерно, чем при ламинарном.

При турбулентном режиме течения у стенки трубы всегда имеется тонкий слой жидкости, движущийся ламинарно. Этот слой известен как пограничный слой или ламинарный подслой. Для определения режима течения используйте калькулятор чисел Рейнольдса.

Читайте также:
Правда о повторном кипячении воды: безопасно ли дважды кипятить воду? |

Число Рейнольдса, турбулентное и ламинарное течение, скорость течения в трубе и вязкость

Характер течения в трубе согласно работе Осборна Рейнольдса зависит от диаметра трубы, плотности и вязкости протекающей жидкости и скорости потока. Используется безразмерное число Рейнольдса, представляющее собой комбинацию этих четырех переменных и может рассматриваться как отношение динамических сил массового потока к касательному напряжению из-за вязкости. Число Рейнольдса равно:

где: D – внутренний диаметр трубы; v – скорость; ρ – плотность; ν – кинематическая вязкость; μ – динамическая вязкость;

Калькулятор числа Рейнольдса

Рассчитайте число Рейнольдса с помощью этого простого в использовании калькулятора. Определите, является ли поток ламинарным или турбулентным. Применяется для жидкостей и газов.

Это уравнение можно решить с помощью калькулятора режимов течения жидкости.

Течение в трубах считается ламинарным, если число Рейнольдса меньше 2320, и турбулентным, если число Рейнольдса больше 4000. Между этими двумя значениями находится «критическая» зона, где течение может быть ламинарным или турбулентным, либо в процессе изменения и в основном непредсказуемо.

При расчете числа Рейнольдса для некруглого поперечного сечения используется эквивалентный диаметр (четырехкратный гидравлический радиус d=4xRh), и гидравлический радиус можно рассчитать как:

Rh = площадь поперечного сечения потока / смоченный периметр

Это относится к квадратным, прямоугольным, овальным или круглым трубопроводам, если они не имеют полного сечения. Из-за большого разнообразия жидкостей, используемых в современных промышленных процессах, одно уравнение, которое можно использовать для потока любой жидкости в трубе, дает большие преимущества. Это уравнение — формула Дарси, но один фактор — коэффициент трения — должен быть определен экспериментально. Эта формула имеет широкое применение в области гидромеханики и широко используется на этом веб-сайте.

Уравнение Бернулли – сохранение напора жидкости

Если пренебречь потерями на трение и к системе трубопроводов не добавляется и не отбирается энергия, общий напор H, который представляет собой сумму напора по высоте, напора и скоростного напора, будет постоянным для любой точки линии тока жидкости. .

Это выражение закона сохранения напора для потока жидкости в трубопроводе или линии тока известно как уравнение Бернулли:

где: Z1,2 – высота над исходным уровнем; p1,2 – абсолютное давление; v1,2 – скорость; ρ1,2 – плотность; g – ускорение силы тяжести

Читайте также:
5 пять основных инструментов, необходимых для установки облицовки из натурального камня - облицовка из натурального камня

Уравнение Бернулли используется в нескольких калькуляторах на этом сайте, таких как калькулятор перепада давления и расхода, расходомер с трубкой Вентури и калькулятор эффекта Вентури, а также расчет размера диафрагмы и калькулятор расхода.

Течение в трубе и падение давления на трение, потеря энергии напора | Формула Дарси

Из уравнения Бернулли выводятся все другие практические формулы с модификациями, связанными с потерями и выигрышами энергии.

Как и в реальной системе трубопроводов, существуют потери энергии, и энергия добавляется к жидкости или извлекается из нее (с использованием насосов и турбин), это должно быть включено в уравнение Бернулли.

Для двух точек одной линии тока в потоке жидкости уравнение можно записать следующим образом:

где: Z1,2 – высота над исходным уровнем; p1,2 – абсолютное давление; v1,2 – скорость; ρ1,2 – плотность; hL – потеря напора из-за трения в трубе; Hp – напор насоса; HT – головка турбины; g – ускорение свободного падения;

Течение в трубе всегда приводит к потерям энергии из-за трения. Потери энергии можно измерить как падение статического давления в направлении потока жидкости с помощью двух манометров. Общее уравнение для падения давления, известное как формула Дарси, выраженное в метрах жидкости:

где: hL – потеря напора из-за трения в трубе; f – коэффициент трения; L – длина трубы; v – скорость; D – внутренний диаметр трубы; g – ускорение свободного падения;

Чтобы выразить это уравнение как падение давления в ньютонах на квадратный метр (Паскалях), замена соответствующих единиц приводит к:

Калькулятор падения давления

Калькулятор на основе уравнения Дарси. Рассчитайте падение давления для известного расхода или рассчитайте расход для известного перепада давления. Включен расчет коэффициента трения. Подходит для ламинарного и турбулентного потока, круглого или прямоугольного воздуховода.

где: Δ р – падение давления из-за трения в трубе; ρ – плотность; f – коэффициент трения; L – длина трубы; v – скорость; D – внутренний диаметр трубы; Q – объемный расход;

Уравнение Дарси можно использовать как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения и для любой жидкости в трубе. С некоторыми ограничениями уравнение Дарси можно использовать для газов и паров. Формула Дарси применяется, когда диаметр трубы и плотность жидкости постоянны, а труба относительно прямая.

Коэффициент трения для шероховатости трубы и число Рейнольдса при ламинарном и турбулентном течении

Физические значения в формуле Дарси очень очевидны и могут быть легко получены, когда известны свойства трубы, такие как D – внутренний диаметр трубы, L – длина трубы, и когда известен расход, скорость можно легко рассчитать с помощью уравнения неразрывности. Единственным значением, которое необходимо определить экспериментально, является коэффициент трения. Для ламинарного режима течения Re < 2000 можно рассчитать коэффициент трения, но для турбулентного режима течения, где Re >4000, используются экспериментально полученные результаты. В критической зоне, где число Рейнольдса находится в диапазоне от 2000 до 4000, может иметь место как ламинарный, так и турбулентный режим течения, поэтому коэффициент трения является неопределенным и имеет нижние пределы для ламинарного течения и верхние пределы, основанные на условиях турбулентного течения.

Читайте также:
The Fiver: пять величественных руин, которые стоит посетить в Англии во время следующей поездки.

Если течение ламинарное и число Рейнольдса меньше 2000, коэффициент трения можно определить по уравнению:

где: f – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса;

Когда поток турбулентный и число Рейнольдса выше 4000, коэффициент трения зависит как от относительной шероховатости трубы, так и от числа Рейнольдса. Относительная шероховатость трубы – это шероховатость стенки трубы по сравнению с диаметром трубы. д/д. Поскольку внутренняя шероховатость трубы фактически не зависит от диаметра трубы, трубы меньшего диаметра будут иметь более высокую относительную шероховатость, чем трубы большего диаметра, и, следовательно, трубы меньшего диаметра будут иметь более высокий коэффициент трения, чем трубы большего диаметра из того же материала.

Наиболее широко принятыми и используемыми данными для коэффициента трения в формуле Дарси является диаграмма Муди. На диаграмме Муди коэффициент трения можно определить, исходя из значения числа Рейнольдса и относительной шероховатости.

Падение давления является функцией внутреннего диаметра в пятой степени. Со временем эксплуатации внутренняя часть трубы покрывается грязью, окалиной, и часто целесообразно учитывать ожидаемые изменения диаметра. Также можно ожидать увеличения шероховатости по мере эксплуатации из-за коррозии или образования накипи со скоростью, определяемой материалом трубы и характером жидкости.

Когда толщина ламинарного подслоя (ламинарного пограничного слоя δ) больше, чем шероховатость трубы e поток называется потоком в гидравлически гладкой трубе, и можно использовать уравнение Блазиуса:

где: f – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса;

Толщина пограничного слоя может быть рассчитана на основе уравнения Прандтля как:

где: δ – толщина пограничного слоя; D – внутренний диаметр трубы; Re – число Рейнольдса;

Для турбулентного течения с Re > 100 000 (уравнение Кармана) можно использовать:

Наиболее распространенным уравнением, используемым для расчета коэффициента трения, является формула Коулбрука-Уайта, и она используется для турбулентного потока в калькуляторе перепада давления:

где: f – коэффициент трения; Re – число Рейнольдса; D – внутренний диаметр трубы; kr – шероховатость трубы;

Статическое, динамическое и полное давление, скорость потока и число Маха

Статическое давление – это давление жидкости в потоке. Полное давление — это давление жидкости, когда она находится в состоянии покоя, т. е. скорость уменьшается до 0.

Читайте также:
Декоративные конструкции и идеи перил палубы | Спиральная лестница Солтера

Полное давление можно рассчитать по теореме Бернулли. Представив, что поток в одной точке линии тока остановлен без потери энергии, теорему Бернулли можно записать в виде:

Если скорость в точке 2 v2=0, давление в точке 2 больше полного p2=pt:

где: p – давление; pt – общее давление; v – скорость; ρ – плотность;

Разница между полным и статическим давлением представляет собой кинетическую энергию жидкости и называется динамическим давлением.

Динамическое давление для жидкостей и несжимаемого потока, где плотность постоянна, можно рассчитать как:

где: p – давление; pt – общее давление; pd – динамическое давление; v – скорость; ρ – плотность;

Если динамическое давление измеряется с помощью таких инструментов, как зонд Прандтля или трубка Пито, скорость можно рассчитать в одной точке линии тока как:

где: p – давление; pt – общее давление; pd – динамическое давление; v – скорость; ρ – плотность;

Для газов и чисел Маха больше 0.1 эффектами сжимаемости нельзя пренебречь.

Для расчета сжимаемого потока можно использовать уравнение состояния газа. Для идеальных газов скорость при числе Маха M < 1 рассчитывается по следующему уравнению:

где: M – число Маха М=в/с – связь между локальной жидкостью и локальной скоростью звука; γ – изоэнтропический коэффициент;

Следует сказать, что для М > 0.7 данное уравнение не совсем точно.

Если число Маха М > 1, то возникнет нормальная ударная волна. Уравнение для скорости перед волной приведено ниже:

где: p – давление; pti – общее давление; v – скорость; M – число Маха; γ – изоэнтропический коэффициент;

Приведенные выше уравнения используются для датчика Прандтля и калькулятора скорости потока с трубкой Пито.

Примечание: Вы можете скачать полный вывод данных уравнений

Расход теплоносителя на теплопередачу, мощность котла и температура

Калькулятор тепловой энергии

Рассчитать тепловую энергию и тепловую мощность при известном расходе. Рассчитайте расход для известной тепловой энергии или тепловой мощности. Применяется для котлов, теплообменников, радиаторов, чиллеров, воздухонагревателей.

Расход жидкости, необходимый для передачи тепловой энергии – тепловой мощности, можно рассчитать как:

где: q – расход [м 3 /ч]; ρ – плотность жидкости [кг/м 3 ]; c – удельная теплоемкость жидкости [кДж/кгК]; Δ Т – разность температур [К]; P – мощность [кВт];

Читайте также:
5 преимуществ фарфоровой брусчатки для внутреннего или наружного дизайна

Это соотношение можно использовать для расчета необходимого расхода, например, воды, нагретой в котле, если известна мощность котла. В этом случае разница температур в приведенном уравнении представляет собой изменение температуры жидкости перед и после котла. Следует сказать, что коэффициент эффективности должен быть включен в приведенное выше уравнение для точного расчета.

  • Страницы теории течения в трубах
  • Свойства жидкости
    Плотность жидкости, удельный объем, удельный вес, плотность смеси, вязкость, уровни давления
  • Несжимаемый поток в трубе
    Диаметр трубы, число Рейнольдса, ламинарное/турбулентное течение, формула Дарси, коэффициент трения, динамическое/полное давление, тепловая энергия
  • Расход в клапанах и фитингах
    Коэффициент сопротивления, коэффициент потока, кавитация, запорный поток, отбор потока, регулятор газа, регулирующие клапаны природного газа
  • Сжимаемый поток
    Адиабатический, изотермический поток, горение топлива, максимальный расход, энергия испарения

Калькуляторы расхода труб

Калькулятор расхода

С помощью этого инструмента можно легко рассчитать средний объемный расход жидкости, изменив каждую из трех переменных: длину, давление и диаметр отверстия. Затем влияние на прогнозируемый расход отображается на трех графиках, где, в свою очередь, две переменные поддерживаются постоянными, а расход отображается в зависимости от диапазона значений третьего.

Помните, что если вам нужна помощь в выборе подходящего шланга для вашего применения или отрасли, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к одному из наших сотрудников по телефону 0116 240 1500 или по электронной почте sales@copely.com.

Считаете этот инструмент полезным? Вы можете встроить наш калькулятор скорости потока на свой веб-сайт, скопировав приведенный ниже код.

Как использовать:

Чтобы начать расчет, введите свои цифры в поля ниже. Если значение какой-либо из переменных недоступно, оставьте поле пустым, и программа выберет свое значение.

Нужна помощь в поиске нужного продукта?

Итоги

Нажмите на вкладки ниже, чтобы просмотреть результаты.

Объемный расход жидкости в зависимости от длины шланга Объемный расход жидкости в зависимости от давления Объемный расход жидкости в зависимости от диаметра отверстия

Объемный расход жидкости в зависимости от длины шланга
Длина 20.000 40.000 60.000 80.000 100.000 120.000 140.000 160.000 180.000 200.000
Объемный расход жидкости (литров в минуту) 95.273 68.458 56.202 48.807 43.727 39.961 37.026 34.656 32.689 31.023
Диаметр отверстия (мм) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
Давление (бар) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
Диаметр отверстия (дюймы) 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984
Давление (фунт / кв. Дюйм) 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900
Длина (футы) 65.667 131.333 197.000 262.667 328.333 394.000 459.667 525.333 591.000 656.667
Количество расхода жидкости (галлонов в минуту) 20.960 15.061 12.364 10.738 9.620 8.791 8.146 7.624 7.192 6.825
Коэффициент С 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105
Скорость V (фут/сек) 10.602 7.618 6.254 5.431 4.866 4.447 4.120 3.856 3.638 3.452
Диаметр отверстия (футы) D 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021
Эквивалентный напор жидкости h (фут) 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644
Читайте также:
Области для включения при расчете площади в квадратных футах | Как это работает
Количество расхода жидкости в зависимости от данных давления
Давление 1.400 2.800 4.200 5.600 7.000 8.400 9.800 11.200 12.600 14.000
Кол-во расхода жидкости (л/мин) 19.555 27.655 33.871 39.110 43.727 47.900 51.738 55.310 58.666 61.839
Диаметр отверстия (мм) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
Длина 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Диаметр отверстия (дюймы) 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984 0.984
Давление (фунт / кв. Дюйм) 20.580 41.160 61.740 82.320 102.900 123.480 144.060 164.640 185.220 205.800
Длина (футы) 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333
Кол-во расхода жидкости (гал/мин) 4.302 6.084 7.452 8.604 9.620 10.538 11.382 12.168 12.906 13.605
Коэффициент С 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105 20.105
Скорость V (фут/сек) 2.176 3.077 3.769 4.352 4.866 5.330 5.757 6.155 6.528 6.881
Диаметр отверстия (футы) D 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021 0.082021
Эквивалентный напор жидкости h (фут) 47.529 95.058 142.587 190.115 237.644 285.173 332.702 380.231 427.760 475.289
Объемный расход жидкости в зависимости от диаметра ствола
Диаметр отверстия 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 45.000 50.000
Кол-во расхода жидкости (л/мин) 0.091 2.204 8.792 21.989 43.727 75.790 119.849 177.478 250.177 339.374
Давление (бар) 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
Длина 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
Диаметр отверстия (дюймы) 0.197 0.394 0.591 0.787 0.984 1.181 1.378 1.575 1.772 1.969
Давление (фунт / кв. Дюйм) 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900 102.900
Длина (футы) 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333 328.333
Кол-во расхода жидкости (гал/мин) 0.020 0.485 1.934 4.838 9.620 16.674 26.367 39.045 55.039 74.662
Коэффициент С 2.314 9.976 14.458 17.638 20.105 22.120 23.824 25.300 26.602 27.767
Скорость V (фут/сек) 0.252 1.533 2.718 3.823 4.866 5.857 6.804 7.715 8.592 9.441
Диаметр отверстия (футы) D 0.016 0.033 0.049 0.066 0.082 0.098 0.115 0.131 0.148 0.164
Эквивалентный напор жидкости h (фут) 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644 237.644
Читайте также:
Сколько весит кирпичная стена на кв. м и кв. м - Civil Sir

Расход жидкости в трубах

Количество жидкости, которая будет сбрасываться через шланг, зависит от давления на конце подачи, длины шланга и диаметра отверстия. Характер поверхности отверстия, количество и форма изгибов на участке шланга также влияют на скорость потока.

Давление иногда указывается как «напор воды». Если напор указан в метрах водяного столба, каждый 1 метр напора (3.28 фута) создает давление 0.1 бар (1.47 фунта на кв. дюйм).

Все формулы для нахождения количества жидкости, которая потечет по шлангу в данный момент времени, приблизительны. Приведенные выше графики построены на основе расчетов, предполагающих, что шланг находится в хорошем состоянии и проложен прямолинейно. При этом они будут иметь точность в пределах 10% от фактически полученных результатов.

Если набор условий, введенных в модель, дает отрицательные ответы, то, очевидно, необходимо корректировать переменные соответствующим образом, пока не будет получен реалистичный результат.

Нужно рассчитать падение давления жидкости, движущейся по трубе или трубопроводу? Воспользуйтесь нашим калькулятором падения давления.

Калькулятор расхода

Легко рассчитать объемный расход трубы (также известная как скорость разряда) с учетом его размеров и либо разницы давлений между его концами, либо скорости жидкости или газа, протекающих через него. Калькулятор расхода также может рассчитать массовый расход жидкости, зная ее плотность. Ввод и вывод поддерживают метрические и имперские единицы измерения.

Использование калькулятора расхода

Эта медитация калькулятор расхода трубы рассчитывает объемный расход (скорость разряда) газ или жидкость (жидкость), проходящие через круглую или прямоугольную трубу известных размеров. Если вещество является жидкостью и известна его объемная плотность, калькулятор также выводит массовый расход (для расчета для газов требуется дополнительная информация, и в настоящее время он не поддерживается).

In перепад давления В режиме калькулятор требует ввода давления перед трубой (или трубкой Вентури, соплом или отверстием), а также на ее конце, а также ее поперечного сечения, например, давления и диаметра для круглой трубы. Поддерживаемые единицы ввода включают паскали (Па), бары, атмосферы, фунты на квадратный дюйм (psi) и другие для давления и кг/м·с, Н·с/м2, Па·с и сП (сантипуаз) для динамической вязкости. .

Читайте также:
Как оформить вашу квартиру с помощью неоновых огней. НЕОНЛАЙФ

In скорость потока В этом режиме необходимо знать скорость потока газа или жидкости (допускаются футы в секунду, метры в секунду, км/ч и т. д.), чтобы рассчитать скорость потока.

Выходные данные выводятся либо в имперских, либо в метрических единицах, в зависимости от вашего выбора. Некоторые из выходных единиц включают: м 3 /ч, м 3 /мин, м 3 /с, л/ч, л/мин, л/с, фут 3 /ч, фут 3 /мин, фут 3 /с, ярд. 3 /ч, ярд 3 /мин, ярд 3 /с, галлон в час, галлон в минуту. Выходные единицы для массового расхода включают: кг/ч, кг/мин, кг/с, тонны/ч, фунт/ч, фунт/мин, фунт/с, тонн/ч. Выходные показатели автоматически настраиваются для вашего удобства.

Формула расхода

Существует два основных подхода к расчету расхода Q, который эквивалентен разнице в объеме, деленной на разницу во времени (Δv / Δt). Первый — если мы знаем перепад давления (падение давления) между двумя точками, для которых мы хотим оценить расход. Второй – если мы знаем скорость жидкости. Оба описаны ниже.

Формула расхода через разность давлений

Расчет скорости потока с использованием давления выполняется с помощью уравнения Хагена-Пуазейля, которое описывает падение давления из-за вязкости жидкости [3] . Для расчета расхода по давлению используется следующая формула:

В уравнении Пуазейля (p1 – п2) = Δp – перепад давления между концами трубы (перепад давления), μ – динамическая вязкость жидкости, L и R – длина и радиус рассматриваемого сегмента трубы, и π есть константа Pi ≈ 3.14159 с точностью до пятой значащей цифры.

Есть два основных требования для использования приведенной выше формулы:

  • Рассматриваемый поток должен быть ламинарным. Это можно установить по числу Рейнольдса. Как правило, сечение трубы не должно быть слишком широким или слишком коротким, иначе возникнут турбулентные потоки.
  • Жидкость должна быть несжимаемой. или примерно так. Хорошим примером несжимаемой жидкости является вода, как и любая гидравлическая жидкость. Минеральные масла, однако, в некоторой степени поддаются сжатию, поэтому остерегайтесь использовать формулу для таких случаев.

Примером применения является наличие манометров, измеряющих давление жидкости или газа в начале и в конце участка трубопровода, для которого необходимо рассчитать расход. График иллюстрирует общий случай, когда это применимо.

Читайте также:
Что входит в комплект рабочих чертежей | Марк Стюарт Хоум

расход трубы

Следует отметить, что формула Пуазейля для расчета расхода трубы через давление не так хорошо работает для газов, где для точного расчета требуется дополнительная информация.

Формула расхода через скорость жидкости

Объемный расход потока жидкости или газа равен произведению скорости потока на площадь его поперечного сечения. Следовательно, формула для расхода (Q), также известный как «скорость нагнетания», выраженная через площадь проходного сечения (A) и его скорость (v) является так называемым уравнение разряда:

Полученное значение Q представляет собой объемный расход. В случае круглой трубы площадь поперечного сечения равна внутреннему диаметру, деленному на 2, умноженному на π, а в случае прямоугольной трубы площадь равна внутренней ширине, умноженной на внутреннюю высоту. Уравнение можно преобразовать простым способом, чтобы учесть площадь поперечного сечения или скорость.

Формула массового расхода

Массовый расход ṁ представляет собой поток массы m через поверхность в единицу времени t, поэтому формула для массового расхода с учетом объемного расхода имеет вид ṁ = Q * ρ где ρ (строчная греческая буква ро) — объемная плотность вещества. Это уравнение применимо к жидкостям, тогда как для газообразных веществ для выполнения расчетов требуется дополнительная информация.

Примеры расчетов

Пример 1: Круглая труба диаметром 25 мм, по ней течет вода со скоростью 10 м/с. Какой расход воды? Во-первых, мы вычисляем площадь поперечного сечения как (25/2)^2 · 3.1416 ~= 490.875 мм 2 по формуле площади круга. Мы можем преобразовать это в м 2 , разделив на 1,000,000 0.000490875 2 для более удобного результата, получив 0.000490875 м 2 . Используя приведенное выше уравнение скорости потока, мы заменяем значения для A и v и получаем Q = 10 м 0.00490875 · 3 м/с) = 3 м 3,600 /с. Чтобы преобразовать это в м 17.6715 /ч, нам нужно умножить на 3, чтобы получить расход XNUMX м XNUMX в час.

Если мы далее знаем, что плотность воды равна 1000 кг/м 3 , мы можем рассчитать массовый расход воды как 17.6715 м 3 /ч · 1000 кг/м 3 = 17671.5 кг/ч (= 17.6715 тонн в час, м 3 нейтрализует вне).

Пример 2: Прямоугольная труба имеет высоту 2 см и ширину 4 см, по ней движется газ со скоростью 15 м/с. Какой расход у этой трубы? Во-первых, мы находим площадь поперечного сечения по формуле площади прямоугольника, которая просто 2 · 4 = 8 см 2 или 0.0008 м 2 . Чтобы найти скорость потока Q, мы умножаем 0.0008 на 15, чтобы получить 0.012 кубических метра в секунду. Чтобы получить литры в секунду, нам просто нужно умножить на 1,000, чтобы получить 12 л/с. Если бы мы хотели получить литры в час, мы могли бы еще умножить на 3600, чтобы получить 43,200 XNUMX литров в час.

Читайте также:
5 вариантов отопления для старых домов

Наш калькулятор особенно полезен, если единицы ввода для расчета отличаются от желаемых единиц вывода, и в этом случае он выполнит эти преобразования единиц за вас.

Рекомендации

[1] Специальная публикация NIST 330 (2008 г.) – «Международная система единиц (СИ)», под редакцией Барри Н. Тейлора и Амблера Томпсона, с. 52

[2] «Международная система единиц» (СИ) (2006 г., 8-е изд.). Бюро международных сделок и мер стр. 142–143. ISBN 92-822-2213-6

[3] Пфицнер, Дж. (1976) «Пуазей и его закон» Анестезия 31(2): 273–275, DOI: 10.1111/j.1365-2044.1976.tb11804.x

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: