Contente
- Etapa 1: coletar medições do tubo
- Etapa 2: Determinar a área transversal
- Etapa 3: Encontre a velocidade do fluido
- Etapa 4: Encontre o fluxo de volume de fluido (fluxo)
- Cálculo da amostra
Um problema comum com os tubos é a corrosão. Com o tempo, a corrosão em um tubo pode fazer um buraco que causa um vazamento. O cálculo do fluxo de fluido através de um furo pode ser difícil, devido a muitas variáveis como velocidade do fluxo, pressão no tubo e densidade do fluido, apenas para citar alguns, mas não desanime. Você pode encontrar a resposta que precisa seguindo uma série simples de etapas.
Etapa 1: coletar medições do tubo
Obter medições: diâmetro (D) do furo no tubo e altura (h) da superfície do fluido acima do furo. Verifique se todas as medições estão na mesma unidade padrão. Por exemplo, 1 polegada = 0,0254 metros, portanto, se você usar polegadas, converta suas medidas em unidades métricas.
Etapa 2: Determinar a área transversal
Calcule a área da seção transversal do furo (A). Divida o diâmetro do furo ao meio para obter o raio. Use a fórmula A = πr2 (raio para a segunda potência). O resultado será em unidades de comprimento quadrado.
Etapa 3: Encontre a velocidade do fluido
Use a equação de Bernoulli para encontrar a velocidade do fluido (v) se ela ainda não estiver disponível. Se a pressão do fluido em um tubo é constante (isto é, se o fluxo é constante), o fluido sai através do orifício no tubo a uma velocidade de v = √2_g_h, onde g é a aceleração devido à gravidade, 9,8 m / s2.
Etapa 4: Encontre o fluxo de volume de fluido (fluxo)
Multiplique a área da seção transversal do furo pela velocidade do fluido para encontrar a taxa de fluxo de volume do fluido (Q): Q = A * v Esse será o volume do fluido que sai do furo em metros cúbicos por segundo.
Cálculo da amostra
Vamos ver um exemplo com números. Calcule o fluxo de fluido através do orifício no tubo com pressão constante se a água sair do orifício com uma velocidade de 1,7 m / se o diâmetro do orifício for d = 1 polegada = 1 * 0,0254 = 0,0254 metros.
Primeiro, encontre a área da seção transversal do furo: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Como a pressão é constante e a velocidade da água que atravessa o furo é de 1,7 m / s, use a fórmula da Etapa 4 para encontrar o volume de água que sai do furo: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.
Como 1 metro cúbico = 61.024 polegadas cúbicas, Q = 0,000867m ^ 3 / s * 61,024 = 52,9 polegadas ^ 3 / s. Assim, 52,9 polegadas cúbicas de água deixam o buraco no cano por segundo.