Comment calculer l'écoulement du fluide à travers un trou dans un tuyau

Instructions de calcul

1. Obtenir des mesures: diamètre (d) du trou dans le tube et la hauteur (h) de la surface du fluide au-dessus du trou. Assurez-vous que toutes les mesures sont dans la même unité standard. Sachez que 1 pouce = 0,0254 mètres, donc si vous utilisez pouces, convertir vos mesures.

2. Calculer l'aire en coupe transversale de l'orifice (A). Diviser le diamètre du trou en deux pour obtenir le rayon. Utilisez la formule A = 3,14 (nombre Pi) * r ^ 2 (rayon à la deuxième puissance). Le résultat sera en unités carrées.

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   Utilisez l'équation de Bernoulli pour trouver la vitesse du fluide (V) si elle n'a pas déjà prévu. Si la pression du fluide dans un tuyau est constante (le débit est stable), le fluide sort par le trou dans le tuyau à une vitesse de V = racine carrée (2gh), où g est l'accélération de la pesanteur (g = 9,8 m / s ^ 2).

4. Multiplier la surface de section transversale du trou par la vitesse du fluide pour déterminer le volume de fluide (Q): Q = A * V. Ce sera le volume du fluide qui sort du trou, en mètres cubes par seconde.

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   Regardons un exemple avec les chiffres. Calculer l'écoulement de fluide à travers le trou dans le tuyau à pression constante si l'eau quitte l'orifice à une vitesse de 1,7 m / s et le diamètre du trou est d = 1 pouce = 0,0254 * 1 = 0,0254 mètres.

   Tout d'abord, trouver la zone transversale du trou: A = 3.14 (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Comme la pression est constante et la vitesse de l'eau en passant par le trou est de 1,7 m / s, utiliser la formule de l'étape 4 pour trouver le volume d'eau qui quitte le trou: Q = 0,00051 m ^ 2 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.

   Depuis 1 mètre cube = 61 024 pouces cubes, * 61024 = 52.9 pouces ^ 3 / s Q = 0.000867m ^ 3 /. Ainsi, 52,9 pouces cubes d'eau quitte le trou dans le tuyau par seconde.