Cara Menghitung Aliran Fluida Melalui Lubang di Pipa

Isi

• Langkah 1: Kumpulkan Pengukuran Pipa
• Langkah 2: Tentukan Area Cross-Sectional
• Langkah 3: Temukan Fluid Velocity
• Langkah 4: Temukan Fluid Volume Flow (Flux)
• Perhitungan Sampel

Masalah umum dengan pipa adalah korosi. Seiring waktu, korosi pada pipa dapat membuat lubang yang menyebabkan kebocoran. Menghitung aliran fluida melalui lubang bisa sulit, karena banyak variabel seperti kecepatan aliran fluida, tekanan dalam pipa dan densitas fluida, hanya untuk beberapa nama, tetapi jangan berkecil hati. Anda dapat menemukan jawaban yang Anda butuhkan dengan mengikuti serangkaian langkah sederhana.

Langkah 1: Kumpulkan Pengukuran Pipa

Dapatkan pengukuran: diameter (D) lubang di pipa dan tinggi (h) permukaan cairan di atas lubang. Pastikan semua pengukuran berada dalam satuan standar yang sama. Misalnya, 1 inci = 0,0254 meter, jadi jika Anda menggunakan inci, konversi pengukuran Anda menjadi satuan metrik.

Langkah 2: Tentukan Area Cross-Sectional

Hitung luas penampang lubang (A). Bagilah diameter lubang menjadi dua untuk mendapatkan jari-jari. Gunakan rumus A = πr² (radius ke kekuatan kedua). Hasilnya akan dalam satuan panjang persegi.

Langkah 3: Temukan Fluid Velocity

Gunakan persamaan Bernoulli untuk menemukan kecepatan fluida (v) jika belum tersedia. Jika tekanan fluida dalam pipa konstan (mis., Jika alirannya stabil), fluida akan keluar melalui lubang di pipa dengan kecepatan v = √2_g_h, di mana g berakselerasi karena gravitasi, 9,8 m / s².

Langkah 4: Temukan Fluid Volume Flow (Flux)

Lipat gandakan luas penampang lubang dengan kecepatan fluida untuk menemukan laju aliran volume fluida (Q): Q = A * v Ini akan menjadi volume fluida yang meninggalkan lubang dalam meter kubik per detik.

Perhitungan Sampel

Mari kita lihat contoh dengan angka. Hitung aliran fluida melalui lubang di pipa dengan tekanan konstan jika air meninggalkan lubang dengan kecepatan 1,7 m / s dan diameter lubang adalah d = 1 inci = 1 * 0,0254 = 0,0254 meter.

Pertama, temukan luas penampang lubang: A = 3,14 * (0,0254 / 2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Karena tekanannya konstan dan kecepatan air yang melewati lubang adalah 1,7 m / s, gunakan rumus dari Langkah 4 untuk menemukan volume air yang meninggalkan lubang: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m / s = 0,000867 m ^ 3 / dtk.

Karena 1 meter kubik = 61.024 inci kubik, Q = 0.000867m ^ 3 / s * 61.024 = 52,9 inci ^ 3 / s. Dengan demikian, 52,9 inci kubik air meninggalkan lubang di pipa per detik.