existuje několik důvodů, proč byste mohli chtít nainstalovat omezující zařízení nebo otvor do potrubního systému.
- pro vytvoření falešné hlavy pro odstředivé čerpadlo, které vám umožní spustit čerpadlo blízko jeho BEP.
- pro zvýšení tlaku v potrubí.
- pro snížení průtoku potrubím.
- pro zvýšení rychlosti tekutiny v přímce.
rovnice pro proudění otvorem je jednoduchá na pochopení. Pouze jednotky jsou poněkud trapné.
Q = AV
Q = průtok v kubických stopách za sekundu (ft3 / s).
A = plocha otvoru v čtverečních stopách (ft2).
V = rychlost kapaliny ve stopách za sekundu (ft / s).
zkušenosti ukazují, že skutečný tok je zcela odlišný od vypočteného kvůli různým tvarům různých otvorů. Podívejte se na následující diagramy a uvidíte některé z těchto populárních tvarů. Každému byla přiřazena hodnota“ K“.
zadáme tuto hodnotu „K“ do naší rovnice a nová rovnice se stane:
Q = AVK
abychom usnadnili manipulaci s rovnicí, můžeme vyjádřit rychlost „V“ jako:
- g = 32,2 ft / sec2
- h = hlava přes otvor. Pokud je spodní strana otvoru pod tlakem, použijte diferenciální hlavu přes otvor.
pokud nevíte, jak převést tlak na hlavu, použijte tento vzorec:
bylo by také rozumné převést některé pojmy v naší rovnici na termíny, které jsou pohodlnější. Jako příklad:
- „Q“ lze převést z kubických stop za sekundu na galony za minutu:
- 1 ft3 / sec = 448.8 gpm.
- „A“ plocha v čtverečních stopách může být převedena na čtvereční palce:
- 1 ft2 = 144 čtverečních palců
dát to všechno dohromady nám dává nový vzorec, který vypadá takto:
připojme některá čísla a vypočítáme průtok typickým otvorem.
vzhledem k tomu,:
- h = 20 stop
- A = 0.049 čtverečních palců
- K = 0.62
Q = 25 x 0.049 x 0.62 x 4.47 nebo
Q = 3.40 galonů za minutu
pokud chceme vyřešit oblast otvoru:
pokud se vám nelíbí práce s clonou v čtverečních palcích, můžete místo toho použít průměr. Použijte následující rovnici:
vložení 0.049 čtverečních palců jsme vypočítali z předchozího vzorce dostaneme
nebo 1/4 palce
udělali jsme náš vzorec uživatelsky přívětivější nahrazením některých konverzí a nyní můžeme provádět naše výpočty v galonech za minutu a čtverečních palcích, ale vzorce by byly lepší, kdybychom mohli měřit průměr otvoru spíše než oblast otvoru
provedl jsem vás tímto cvičením, abych vám ukázal, jak jsou odvozeny vzorce, které používáme v těchto dokumentech. Znovu zapíšeme vzorce průtoku a průměru otvoru a možná tentokrát budou dostatečně jednoduché pro kohokoli. Začneme vzorcem průtoku a poté opravíme vzorec otvoru:
vzorec pro výpočet průměru otvoru se stává:
uvidíme, jestli vzorce stále fungují. Zde jsou čísla:
- d = .250 nebo 1/4 palce
- k = 0.620
- Q = 3.4 galonů za minutu
- h = 20 stop
začneme řešením průtoku (Q)
no, to fungovalo, teď zkusme velikost otvoru:
všechna výše uvedená čísla byla vygenerována za předpokladu, že pohybujete vodou otvorem. Pokud provádíte výpočty pro kapalinu jinou než vodu, budete muset zohlednit viskozitu této kapaliny ve srovnání s vodou.
také jsme předpokládali, že průměr otvoru není větší než 30% průměru trubky. Existuje další vzorec, který používáme pro méně omezující otvor.
kdykoli je poměr průměru otvoru k průměru trubky větší než 30%
(0.30) měli byste upravit vzorec. Modifikátor (M) vypadá takto:
- D1 = průměr otvoru
- d2 = průměr potrubí
pokud používáte modifikátor, vzorce vypadají takto:
nyní uvidíme, co se stane, když je otvor 0,250 palce (1/4) vložen do menšího průřezu 0.500 palce (1/2) potrubí, za předpokladu, že ostatní čísla zůstávají stejná:
to znamená, že byste museli vynásobit 1,03, takže 3,46 gpm, které jsme dostali v posledním výpočtu, by se stalo 3,56 gpm.
jak přesná jsou tato předpokládaná čísla? Kdykoli provedete výpočet pomocí flow jako součást rovnice, narazíte na některé proměnné, které ovlivní vaše výsledky:
- drsnost potrubí uvnitř stěn ovlivňuje tření ztrácí.
- materiál potrubí a přípustné tolerance tloušťky stěny.
- nahromadění pevných látek uvnitř potrubí. Typické jsou vápník ve vodních aplikacích a koks v aplikacích s horkým olejem. Vyšší teplota obvykle urychluje hromadění pevných látek.