Berechnung des Flüssigkeitsstroms durch ein Loch in einem Rohr

Inhalt

• Schritt 1: Sammeln Sie die Rohrmaße
• Schritt 2: Bestimmen Sie die Querschnittsfläche
• Schritt 3: Ermitteln Sie die Flüssigkeitsgeschwindigkeit
• Schritt 4: Finden Sie den Flüssigkeitsvolumenstrom (Flussmittel)
• Beispielberechnung

Ein häufiges Problem bei Rohren ist Korrosion. Im Laufe der Zeit kann durch Korrosion in einem Rohr ein Loch entstehen, das ein Leck verursacht. Die Berechnung des Flüssigkeitsstroms durch ein Loch kann aufgrund vieler Variablen wie der Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit, des Rohrdrucks und der Dichte der Flüssigkeit schwierig sein, um nur einige zu nennen, aber lassen Sie sich nicht entmutigen. Sie finden die Antwort, die Sie benötigen, indem Sie einer einfachen Reihe von Schritten folgen.

Schritt 1: Sammeln Sie die Rohrmaße

Ermitteln Sie die Maße: Durchmesser (D) des Lochs im Rohr und Höhe (h) der Flüssigkeitsoberfläche über dem Loch. Stellen Sie sicher, dass sich alle Messungen in derselben Standardeinheit befinden. Beispiel: 1 Zoll = 0,0254 Meter. Wenn Sie also Zoll verwenden, konvertieren Sie Ihre Maße in metrische Einheiten.

Schritt 2: Bestimmen Sie die Querschnittsfläche

Berechnen Sie die Querschnittsfläche des Lochs (A). Teilen Sie den Durchmesser des Lochs in zwei Hälften, um den Radius zu erhalten. Verwenden Sie die Formel A = πr² (Radius zur zweiten Potenz). Das Ergebnis wird in Einheiten von quadratischer Länge angegeben.

Schritt 3: Ermitteln Sie die Flüssigkeitsgeschwindigkeit

Verwenden Sie die Bernoulli-Gleichung, um die Flüssigkeitsgeschwindigkeit (v) zu ermitteln, falls dies nicht bereits angegeben ist. Wenn der Fluiddruck in einem Rohr konstant ist (d. H. Wenn der Fluss konstant ist), verlässt das Fluid das Loch im Rohr mit einer Geschwindigkeit von v = √2_g_h, wobei g eine Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft von 9,8 m / s ist².

Schritt 4: Finden Sie den Flüssigkeitsvolumenstrom (Flussmittel)

Multiplizieren Sie die Querschnittsfläche des Lochs mit der Flüssigkeitsgeschwindigkeit, um den Volumenstrom der Flüssigkeit (Q) zu ermitteln: Q = A * v Dies ist das Volumen der Flüssigkeit, die das Loch verlässt, in Kubikmetern pro Sekunde.

Beispielberechnung

Schauen wir uns ein Beispiel mit Zahlen an. Berechnen Sie den Flüssigkeitsfluss durch das Loch im Rohr mit konstantem Druck, wenn das Wasser mit einer Geschwindigkeit von 1,7 m / s aus dem Loch austritt und der Durchmesser des Lochs d = 1 Zoll = 1 * 0,0254 = 0,0254 Meter beträgt.

Ermitteln Sie zunächst die Querschnittsfläche des Lochs: A = 3,14 * (0,0254/2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Da der Druck konstant ist und die Geschwindigkeit des Wassers, das durch das Loch fließt, 1,7 m / s beträgt, verwenden Sie die Formel aus Schritt 4, um das Wasservolumen zu ermitteln, das aus dem Loch austritt: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

Da 1 Kubikmeter = 61.024 Kubikzoll, Q = 0,000867 m 3 / s * 61.024 = 52,9 Zoll 3 / s. Somit verlassen 52,9 Kubikzoll Wasser pro Sekunde das Loch im Rohr.