Како одредити проток воде кроз цијев

Видео: Как слить воду из стиральной машины

Садржај

Упутства
Како
Шта ти треба

Проток кроз цев се одвија гравитацијом или притиском. Може бити ламинарно (глатко) или турбулентно (грубо). Метод који се користи за одређивање протока или брзине протока зависи од својстава течности и карактеристика канала канала. Најједноставнија брзина протока за прорачун је вода која тече равномерно кроз полу-напуњену цев на фиксном нагибу, са фиксним пречником без додатног притиска изван атмосфере. Униформни проток има сталну дубину. Проточна цев на овај начин се сматра отвореним каналом и Цхези-Маннинг-ова једначина се може користити за израчунавање брзине протока. Сва мјерења треба претворити у метара.

Упутства

Проток пластичне цеви (понд пипе имаге би цхрисхарвеи из Фотолиа.цом)

Измерите дубину протока (д) у цеви. Ово је удаљеност од површине воде до дна кружне цијеви, на најнижој точки. Држите равнало или траку окомито на косину цеви. Измерити унутрашњи пречник (Д) цеви тако што се крај мерне траке држи на најнижој тачки и пружа се на супротну страну кружног пресека. Као пример користећи следеће једначине, можемо користити два метра за дубину тока (д) и 1,5 м унутрашњег пречника (Д). Радијус је пола пречника, тако да је радијус цијеви 0.7 м.
Одредите нагиб цеви мерењем пада надморске висине преко растојања. Пад висине је растојање којим се проток креће на вертикалној оси окомитој на равну површину. Може се користити и алат за мерење нагиба, у супротном, конструкциони ниво од 1,8 метара и мерна трака добро функционишу. Ставите крај нивоа на врх цеви и поравнајте на горњи ниво цеви. Повећајте или смањите плутајући врх нивоа док индикатор не прочита ниво. Измерите растојање између дна плутајућег краја нивоа и врха цевчице држећи измерену траку окомито на раван. Ова мера се назива "ускрснуће". Пошто је коришћен ниво од 1,8 метара, "трчање" је 1,8 метара. Нагиб се израчунава дељењем "трчања" са "узлазним". На пример, ако је повећање 0.15 метара, може се израчунати нагиб: С = "пораст" / "трчање" = 0.15 м / 1.8 м = 0.015 = 1.5%. Нагиб је 0.015. У процентима, нагиб цеви је 1,5%.
Скицирајте попречни пресјек цијеви, укључујући проток воде, и означите њезина мјерења. Израчунајте овлажени периметар, П, цеви. То је растојање дуж унутрашњег обима цевовода који је испод воде. Ова удаљеност формира лук, и може се ријешити множењем радијуса цијеви са кутом који носи. Други начин размишљања о понашању угао је угао лука. Једнаџба за ову раздаљину изгледа овако: П =? р, где? = угао нагиба лука у радијанима и р = радијус цеви.
Означите средиште епрувете у скици и нацртајте две линије зрна од центра цеви тако да се површина воде сретне са зидом. Кут, у радијанима, означен између ове две линије зрака може се користити за израчунавање влажног периметра. То је централни угао, који се може израчунати помоћу следеће једначине. Ова једначина је различита ако је цев више од половине пуна. Па? = 2 лукова ((р - д) / р), са д = дубина протока и р = радијус цеви. У примеру ,? = 2 лука (0,7 м - 0,6 м) / 0,7 м) = 0,14 радиана. Запамтите да је косинусни лук исти као инверзни косинус, или цос ^ -1.
Решите једначину за влажни периметар (П), користећи угао централног зрака и цијеви. Видите ову једначину решену у наставку као пример: П =? Р = 0,14 радиана * 0,7 метара = 0,1 метара.
Означите подручје протока (А) у скици. То је читава област која је заузета водом. Геометријски облик подручја назива се сектор, а формула за проналажење тог подручја је А = (р ^ 2 (-? Син)?) / 2, гдје је р = радијус цијеви, = централни угао. Видите ову једнаџбу решену испод за пример: А = (р ^ 2 (? - син?)) / 2 = (0,7 ^ 0,6м * (0,14 - син (0,14)) / 2 = 2,2 квадратних метара.
Израчунајте хидраулички радијус (Р) или однос између површине протока и влажног периметра користећи једнаџбу Р = А / П, где је А = подручје протока и П = мокри периметар. Погледајте следећу једнаџбу за пример: Р = А / П = 2,2 квадратна метра / 2м = 0,3 метра.
Одредите коефицијент Маннингове храпавости за материјал цеви. Што је материјал тежи, то је више трења у води, а самим тим и нижи проток. Овај коефицијент узима то у обзир при израчунавању протока. Маннинг коефицијент грубости може се наћи у већини референтних приручника за грађевинарство. Неке од уобичајених вриједности су 0,013 за бетон, 0,009 за ПВЦ и 0,024 за валовити челик. На пример, вредност од 0.013 означава бетонску цев.
Користите Цхези-Маннинг-ову једначину да решите ток. Ова једначина је комбинација Цхези једначине и Маннингове једначине. Редовно се користи у грађевинарству за израчунавање брзине протока кроз цев. Вриједност протока (К) је у кубним метрима у секунди. К = (1.49 / н) (А) (Р ^ (2/3)) (? С), где К = брзина протока, н = коефицијент храпавости Маннинга, а = подручје протока, Р = хидраулички радијус и С = нагиб цеви. Видите ову једнаџбу решену испод за пример: К = (1.49 / н) (А) (Р ^ (2/3)) (? С) = (1.49 / 0.013) * (2.2 квадратних метара) * 0,3 ((2/3) метара (.05) = 60 кубних метара у секунди.
Проверите математику помоћу калкулатора. Проток (К) је у кубним метрима у секунди. У примјеру, то значи 60 кубних метара воде која излази из цијеви сваке секунде.

Како

Брзина се може израчунати из брзине протока и површине помоћу једначине В = К / А. За велике удаљености, промена висине треба да се мери коришћењем нивоа геодета и шипке. Цхези-Маннинг-ова једначина је мало другачија за метричка мерења: (с) = К (1.00 / н) (А) (Р (2/3)) [м ^ 3 / с].