Contenu
- Étape 1: Collecter les mesures du tuyau
- Étape 2: Déterminer la surface transversale
- Étape 3: Trouver la vitesse du fluide
- Étape 4: Recherche du débit de fluide (flux)
- Échantillon de calcul
Un problème commun avec les tuyaux est la corrosion. Avec le temps, la corrosion dans un tuyau peut créer un trou qui provoque une fuite. Calculer l’écoulement de fluide à travers un trou peut être difficile en raison de nombreuses variables telles que la vitesse d’écoulement du fluide, la pression dans la conduite et la densité du fluide, pour ne citer que quelques exemples, mais ne vous découragez pas. Vous pouvez trouver la réponse dont vous avez besoin en suivant une simple série d'étapes.
Étape 1: Collecter les mesures du tuyau
Obtenir des mesures: diamètre (D) du trou dans le tuyau et hauteur (h) de la surface du fluide au-dessus du trou. Assurez-vous que toutes les mesures sont dans la même unité standard. Par exemple, 1 pouce = 0,0254 mètre, si vous utilisez des pouces, convertissez vos mesures en unités métriques.
Étape 2: Déterminer la surface transversale
Calculez la section du trou (A). Divisez le diamètre du trou en deux pour obtenir le rayon. Utilisez la formule A = πr2 (rayon à la deuxième puissance). Le résultat sera en unités de longueur carrée.
Étape 3: Trouver la vitesse du fluide
Utilisez l'équation de Bernoulli pour trouver la vitesse du fluide (v) si elle n'est pas déjà fournie. Si la pression de fluide dans une conduite est constante (c’est-à-dire si le débit est stable), le fluide quitte le trou dans la conduite à une vitesse de v = √2_g_h, où g est l’accélération due à la pesanteur, 9,8 m / s.2.
Étape 4: Recherche du débit de fluide (flux)
Multipliez la section du trou par la vitesse du fluide pour trouver le débit volumique du fluide (Q): Q = A * v Ce sera le volume du fluide sortant du trou en mètres cubes par seconde.
Échantillon de calcul
Regardons un exemple avec des nombres. Calculez le débit de fluide à travers le trou dans le tuyau avec une pression constante si l'eau quitte le trou avec une vitesse de 1,7 m / s et que le diamètre du trou est d = 1 pouce = 1 * 0,0254 = 0,0254 mètre.
Tout d’abord, trouvez la section du trou: A = 3.14 * (0.0254 / 2) ^ 2 = 0.00051 m ^ 2. La pression étant constante et la vitesse de l’eau traversant le trou étant de 1,7 m / s, utilisez la formule de l’étape 4 pour trouver le volume d’eau sortant du trou: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / s.
Puisque 1 mètre cube = 61 024 pouces cubes, Q = 0,000867 m ^ 3 / s * 61 024 = 52,9 pouces ^ 3 / s. Ainsi, 52,9 pouces cubes d'eau quittent le trou dans le tuyau par seconde.