Contente
- Cálculo do GPM a partir da pressão diferencial em uma seção de tubulação
- GPM da pressão diferencial em uma placa de orifício
- Dicas
- Advertências
A pressão é a força motriz por trás dos fluxos volumétricos de líquido expressos em GPM (galões por minuto), como ocorre em qualquer sistema de fluxo. Isso deriva do trabalho pioneiro sobre as relações entre pressão e fluxo, primeiro conceituado por Daniel Bernoulli, há mais de duzentos anos. Hoje, a análise detalhada dos sistemas de fluxo e grande parte da instrumentação de fluxo é baseada nessa tecnologia confiável. O cálculo do GPM instantâneo a partir das leituras de pressão diferencial é direto se a aplicação é uma seção de tubulação ou um elemento de fluxo de pressão diferencial específico, como uma placa de orifício.
Cálculo do GPM a partir da pressão diferencial em uma seção de tubulação
Defina o aplicativo de medição de fluxo. Neste exemplo, a água está fluindo para baixo através de um tubo de aço Schedule 40 de 6 polegadas, de um tanque de água elevado cujo nível está a 156 pés acima do solo, para um cabeçalho de distribuição no nível do solo, onde a pressão mede 54 psi. Como a água é movida exclusivamente pela pressão estática da cabeça, nenhuma bomba é necessária. Você pode calcular o GPM a partir da pressão diferencial através deste tubo.
Determine a pressão diferencial nos 156 pés de tubo vertical dividindo a elevação de 156 pés por 2,31 pés por psi (libras por polegada quadrada) para produzir 67,53 psi no início do tubo. Subtrair 54 psi de 67,53 psi resulta em uma pressão diferencial de 13,53 psi em 156 pés de tubo Schedule 40 de 6 polegadas. Isso resulta em uma pressão diferencial de 100 pés / 156 pés X 13,53 psi = 8,67 psi em 100 pés de tubo.
Consulte os dados de perda de carga / fluxo na tabela para tubos de aço Schedule 40 de 6 polegadas. Aqui, o fluxo de 1744 GPM resulta em uma pressão diferencial de 8,5 psi.
Calcule o fluxo GPM real no seu caso, dividindo 8,67 psi pelos 8,5 psi listados e extraindo a raiz quadrada do quociente, uma vez que a equação DArcy-Weisbach na qual os dados tabulares se baseiam mostra que a pressão varia conforme o quadrado da velocidade do fluxo (e, portanto, GPM). 8,67 / 8,5 = 1,02. A raiz quadrada de 1,02 = 1,099. Multiplique a proporção de fluxo 1.099 pelos 1744-GPM listados para obter 1761,35-GPM que flui através do tubo de 6 polegadas.
GPM da pressão diferencial em uma placa de orifício
Defina o aplicativo. Para este exemplo, uma placa de orifício predefinida é instalada no cabeçalho de 8 polegadas alimentado pelo tubo da Seção 1. A placa de orifício é dimensionada para produzir uma pressão diferencial de 150 polegadas de pressão diferencial de H2O (em H2O) com um fluxo de 2500 galões de água que flui através dele. Nesse caso, a placa de orifício produz uma pressão diferencial de 74,46 polegadas de pressão diferencial de H2O, o que permite calcular o fluxo real através do tubo de cabeçalho de 8 polegadas.
Calcule a proporção do fluxo total de 2500 GPM a 150 pol. H2O quando a placa de orifício produz apenas 74,46 pol. H2O de pressão diferencial. 74,46 / 150 = 0,4964.
Extraia a raiz quadrada de 0,4964, pois o fluxo varia proporcionalmente à razão da raiz quadrada da pressão. Isso resulta em uma proporção corrigida de 0,7043, que quando multiplicada pelo fluxo de faixa completa de 2500 GPM, é igual a 1761,39 GPM. Esse valor é razoável, pois todo o fluxo é proveniente do tubo de alimentação do cálculo da Seção 1.