Kako določiti pretok vode skozi cev

Video.: Ошибки в сантехнике. Вводной узел в квартиру.

Vsebina

Navodila
Kako
Kaj potrebujete

Pretok skozi cev poteka zaradi gravitacije ali tlaka. Lahko je laminarna (gladka) ali turbulentna (groba). Metoda, ki se uporablja za določanje pretoka ali hitrosti pretoka, je odvisna od lastnosti tekočine in značilnosti kanalskega kanala. Najenostavnejša stopnja pretoka pri izračunu je voda, ki enakomerno teče skozi napolnjeno cev na fiksnem nagibu s fiksnim premerom brez dodatnega pritiska nad ozračjem. Enoten pretok ima stalno globino. Tokovna cev na ta način velja za odprt kanal in za izračun pretoka se lahko uporabi Chezy-Manningova enačba. Vse meritve je treba pretvoriti v metre.

Navodila

Pretok plastične cevi (slika cevi za ribnike s strani chrisharvey iz Fotolia.com)

Izmerite globino toka (d) v cevi. To je razdalja od vodne površine do dna krožne cevi, na najnižji točki. Držite ravnilo ali trak pravokotno na naklon cevi. Notranji premer cevi (D) izmerite tako, da je konec merilnega traku na najnižji točki in sega do nasprotne strani krožnega preseka. Kot primer z uporabo naslednjih enačb lahko uporabimo dva metra za globino toka (d) in 1,5 metra notranjega premera (D). Polmer je pol premera, tako da je polmer cevi 0,7 m.
Določite naklon cevi z merjenjem padca višine na razdalji. Višinski padec je razdalja, ki jo tok premika po navpični osi pravokotno na ravno površino. Uporabite lahko tudi orodje za merjenje nagiba, sicer je konstrukcijska raven 1,8 metra in merilni trak dobro deluje. Kraj konca postavite na vrh cevi in ga poravnajte na zgornjo raven cevi. Povečajte ali zmanjšajte plavajočo konico nivoja, dokler indikator ne prebere ravni. Izmerite razdaljo med dnom plavajočega konca nivoja in vrhom cevi, pri čemer izmerjeni trak držite pravokotno na ravnino. Ta ukrep se imenuje "vzpon". Ker je bila uporabljena 1,8 metrska raven, je "vožnja" 1,8 metra. Nagib se izračuna tako, da se "vožnja" deli z "naraščajočo". Na primer, če je povečanje 0,15 metra, se lahko izračuna naklon: S = "dvig" / "tek" = 0,15 m / 1,8 m = 0,015 = 1,5%. Nagib je 0,015. V odstotkih je naklon cevi 1,5%.
Skicirajte prerez cevi, vključno s pretokom vode, in označite njegove meritve. Izračunajte navlažen obod, P, cevi. To je razdalja vzdolž notranjega oboda cevovoda, ki je pod vodo. Ta razdalja tvori lok, ki se lahko reši z množenjem polmera cevi s kotom, ki ga nosi. Drug način razmišljanja obnašanega kota je kot lukenj. Enačba za to razdaljo izgleda takole: P =? r, kje? = kot poševnega loka v radianih in r = polmer cevi.
Označite središče cevi v skici in narišite dve črti žarka od središča cevi tako, da se površina vode srečuje z njeno steno. Kot, v radianih, označen med tema dvema linijama se lahko uporabi za izračun vlažnega oboda. To je osrednji kot, ki se lahko izračuna z naslednjo enačbo. Ta enačba je drugačna, če je cev več kot pol polna. Torej? = 2 loka ((r - d) / r), z d = globina toka in r = polmer cevi. V primeru ,? = 2 loka (0,7 m - 0,6 m) / 0,7 m) = 0,14 radiana. Ne pozabite, da je kosinusni lok isti kot inverzni kosinus ali cos ^ -1.
Rešimo enačbo za mokri obod (P) z uporabo kota osrednjega žarka in cevi. Glej to enačbo rešeno spodaj kot primer: P =? R = 0,14 radiana * 0,7 metrov = 0,1 metra.
Označite območje pretoka (A) v skici. To je celotno območje, ki ga zaseda voda. Geometrična oblika območja se imenuje sektor in formula za iskanje tega območja je A = (r ^ 2 (-? Sin)?) / 2, kjer je r = polmer cevi, = osrednji kot. Glej to enačbo rešeno spodaj za primer: A = (r ^ 2 (? - sin?)) / 2 = (0,7 ^ 0,6m * (0,14 - sin (0,14)) / 2 = 2,2 kvadratnih metrov.
Izračunajte hidravlični radij (R) ali razmerje med območjem pretoka in mokrim obodom z enačbo R = A / P, kjer je A = območje pretoka in P = mokri obod. Glej to enačbo rešeno spodaj za primer: R = A / P = 2,2 kvadratnih metrov / 2m = 0,3 metra.
Določite koeficient hrapavosti Manninga za material cevi. Strožji material, več trenja v vodi in zato nižji pretok. Ta koeficient to upošteva pri izračunu pretoka. Koeficient hrapavosti Manninga je na voljo v večini referenčnih priročnikov za gradbeništvo. Nekatere skupne vrednosti so 0,013 za beton, 0,009 za PVC in 0,024 za valovito jeklo. Na primer, vrednost 0,013 označuje betonsko cev.
Za rešitev toka uporabite Chezy-Manningovo enačbo. Ta enačba je kombinacija Chezyjeve enačbe in Manningove enačbe. Redno se uporablja v gradbeništvu za izračun hitrosti pretoka skozi cev. Vrednost pretoka (Q) je v kubičnih metrih na sekundo. Q = (1.49 / n) (A) (R ^ (2/3)) (? S), kjer je Q = stopnja pretoka, n = koeficient hrapavosti posadke, a = območje pretoka, R = hidravlični polmer in S = naklon cevi. Glej to enačbo rešeno spodaj za primer: Q = (1.49 / n) (A) (R ^ (2/3)) (? S) = (1.49 / 0.013) * (2,2 kvadratnih metrov) * 0,3 ((2/3) metrov (0,05) = 60 kubičnih metrov na sekundo.
Preverite račun z uporabo kalkulatorja. Pretok (Q) je v kubičnih metrih na sekundo. V primeru, to pomeni 60 kubičnih metrov vode, ki prihaja iz cevi vsako sekundo.

Kako

Hitrost se lahko izračuna iz pretoka in območja z enačbo V = Q / A. Pri dolgih razdaljah je treba višino spremeniti s pomočjo merilnika in palice. Chezy-Manningova enačba je pri metričnih meritvah nekoliko drugačna: (s) = Q (1,00 / n) (A) (R (2/3)) [m ^ 3 / s].