מחשבון ספיקת מים
מצורף עבורכם מחשבון ספיקת מים – חישוב ספיקה לפי קוטר ולחץ
השימוש במחשבון ספיקה
מחשבון ספיקת מים זה מספק חישוב ספיקה לפי קוטר ולחץ. הוא מחשב את קצב הזרימה הנפחי של גז או נוזל הזורם דרך צינור עגול. אם החומר הוא נוזל וצפיפותו הנפחית ידועה, המחשבון יפיק גם את קצב הזרימה המסית. (נדרש מידע נוסף כדי לחשב זאת עבור גזים וכרגע זה אינו נתמך).
חישוב ספיקה בצינור במצב הפרש לחץ. המחשבון דורש קלט של הלחץ לפני הצינור (או ונטורי, חריר או פתח) וכן בסופו, וכן את חתך הרוחב שלו, לדוגמה לחץ וקוטר עבור צינור עגול.
במצב מהירות זרימה יש צורך לדעת: את מהירות הזרימה של הגז או הנוזל על מנת לחשב את קצב הזרימה.
הפלט הוא ביחידות אימפריאליות או מטריות, בהתאם לבחירתך.
חלק מיחידות הפלט כוללות:
- מ"ק/שעה, מ"ק/דקה, מ"ק/שנייה.
- ליטר/שעה, ליטר/דקה, ליטר/שנייה.
- רגל מעוקב/שעה, רגל מעוקב/דקה, רגל מעוקב/שנייה..
- רגל מעוקב/שעה, רגל מעוקב/דקה, רגל מעוקב/שנייה..
- יארד מעוקב/שעה, יארד מעוקב/דקה, יארד מעוקב/שנייה.
- גלון לשעה, גלון לדקה.
יחידות פלט עבור קצב זרימה מסית כוללות:
- ק"ג/שעה, ק"ג/דקה, ק"ג/שנייה.
- טון/שעה.
- פאונד/שעה, פאונד/דקה, פאונד/שנייה.
מחשבון ספיקת מים - נוסחאות ספיקה חישוב ספיקה לפי קוטר ולחץ.
ישנן שתי גישות עיקריות לחישוב הספיקה (קצב הזרימה) Q שהוא שווה להפרש בנפח חלקי הפרש בזמן (Δv / Δt). הראשונה היא אם אנו יודעים את הפרש הלחץ (ירידת לחץ) בין שני הנקודות שעבורן רוצים להעריך את קצב הזרימה. השנייה היא אם אנו יודעים את מהירות הזורם של הנוזל או הגז. להלן הרחבה על שתי הנוסחאות:
נוסחת קצב זרימה דרך הפרש לחץ
חישוב קצב זרימה באמצעות לחץ נעשה באמצעות משוואת הגן-פואזיי שמתארת את ירידת הלחץ עקב צמיגות הנוזל . כדי לחשב את קצב הזרימה מהלחץ הנוסחה מבוטאת כך:
במשוואת פואזיי (p1 – p2) = Δp הוא הפרש הלחץ בין קצוות הצינור (ירידת לחץ), μ היא הצמיגות הדינמית של הנוזל, L ו-R הם אורך ורדיוס קטע הצינור בשאלה, ו-π היא הקבוע פאי ≈ 3.14159 עד לספרה משמעותית החמישית.
ישנם שני דרישות עיקריות לשימוש בנוסחה לעיל:
הזרימה צריכה להיות למינארית. ניתן לקבוע זאת על פי מספר ריינולדס שלה. באופן כללי, קטע הצינור לא צריך להיות רחב מדי או קצר מדי, אחרת מתרחשות זרימות טורבולנטיות.
הנוזל צריך להיות בלתי דחיס או כמעט בלתי דחיס. מים הם דוגמה טובה לנוזל בלתי דחיס, וכך גם כל נוזל הידראולי. אולם, שמנים מינרליים הם במידת מה דחיסים, לכן יש להיזהר בשימוש בנוסחה עבור מקרים כאלה.
מחשבון ספיקת מים דוגמא
חישוב ספיקה לפי קוטר ולחץ דוגמה ליישום: אם יש מדי לחץ המודדים את הלחץ של הנוזל או הגז בתחילת ובסוף קטע הצנרת שעבורו מחושב קצב הזרימה. הגרף ממחיש מקרה כללי שבו זה חל.
יש לציין כי נוסחת פואזיי לחישוב קצב זרימה של צינור דרך לחץ אינה עובדת כל כך טוב עבור גזים שם נדרש מידע נוסף לחישוב מדויק.
נוסחת קצב זרימה דרך מהירות זורם חישוב ספיקה בצינור
קצב הזרימה הנפחי של זרם נוזל או גז שווה למהירות הזרימה מוכפלת בשטח החתך שלו. לכן, הנוסחה לקצב זרימה (Q), או הספיקה המבוטא במונחים של שטח הזרימה (A) ומהירותו (v) היא מה שמכונה משוואת הספיקה:
ה-Q שמתקבל הוא קצב הזרימה הנפחי. חישוב ספיקה בצינור במקרה של צינור עגול שטח החתך הוא הקוטר הפנימי חלקי 2 פעמים π בעוד שאם הוא מלבני השטח הוא הרוחב הפנימי פעמים הגובה הפנימי. ניתן להמיר את המשוואה בצורה פשוטה על מנת לאפשר פתרון עבור שטח החתך או המהירות.
מחשבון ספיקת מים נוסחת קצב זרימה מסית
קצב הזרימה המסית ṁ הוא זרימת המסה m דרך משטח ליחידת זמן t, לכן הנוסחה לקצב זרימה מסית, נתון קצב הזרימה הנפחי, היא ṁ = Q * ρ כאשר ρ (האות היוונית רו קטנה) היא הצפיפות הנפחית של החומר. משוואה זו חלה על נוזלים בעוד שעבור חומרים גזיים נדרש מידע נוסף כדי לבצע את החישובים.
דוגמאות לחישובים עם מחשבון ספיקת מים
דוגמה 1:
צינור עגול בקוטר 25 מ”מ ומים זורמים בו במהירות 10 מטר/שנייה. מהו קצב הזרימה של המים? ראשית, אנו מחשבים את שטח החתך (25/2)^2 · 3.1416 ~= 490.875 mm2 באמצעות נוסחת שטח המעגל.
אנו יכולים להמיר זאת למ”ר על ידי חלוקה ב-1,000,000 לקבלת תוצאות נוחות יותר, ומקבלים 0.000490875 m2. בשימוש במשוואת קצב הזרימה לעיל אנו מחליפים את הערכים עבור A וv ומקבלים Q = 0.000490875 m2 · 10 m/s) = 0.00490875 m3/s . כדי להמיר זאת למ”ק/שעה אנו צריכים להכפיל ב-3,600 ולקבל קצב פליטה של 17.6715 מ”ק/שעה.
אם נדע בנוסף שהצפיפות של מים היא 1000 kg/m3 אנו יכולים לחשב את קצב הזרימה המסית 17.6715 m3/h · 1000 kg/m3 = 17671.5 kg/h. היכרות עם מדי זרימה
דוגמה 2:
צינור מלבני בגובה 2 ס”מ ורוחב 4 ס”מ וגז הזורם בו במהירות 15 מטר/שנייה. מהו קצב הזרימה של צינור זה? ראשית, אנו מוצאים את שטח החתך באמצעות נוסחת השטח של מלבן שהיא פשוט 2 * 4 = 8 סמ”ר או 0.0008 מ”ר. כדי למצוא את קצב הזרימה Q, אנו מכפילים 0.0008 ב-15 ומקבלים 0.012 מטר מעוקב לשנייה. כדי לקבל ליטר לשנייה אנו פשוט צריכים להכפיל ב-1,000 ולקבל 12 ליטר/שנייה. אם רצינו ליטר לשעה, נוכל להכפיל ב-3600 נוספים ולקבל 43,200 ליטר לשעה.
המחשבון שלנו שימושי במיוחד אם יחידות הקלט לחישוב שונות מיחידות הפלט הרצויות, במקרה כזה הוא יבצע המרות יחידות עבורך. מד זרימה אולטרסוני.