كيفية حساب التدفق باستخدام مخطط التدفق في القنوات

المحتوى

الاتجاهات
ما تحتاجه

التدفق هو مقياس لحجم الماء أو الهواء الذي يمر عبر أنبوب أو فتحة في فترة زمنية معينة ، وعادة ما يتم التعبير عنها بالمتر المكعب (أو لتر) في الثانية أو في الدقيقة. كل شيء من درجة الحرارة إلى اختيار المواد يمكن أن يكون له تأثير على معدل التدفق ؛ ولكن للحفاظ على التحليل بسيطًا وتحقيق النتيجة بدقة معينة ، يجب مراعاة العوامل التالية: الارتفاع وطول الأنبوب والقطر والضغط ومعامل الاحتكاك اللزج. مع هذه العوامل الرئيسية ، من الممكن استخدام صيغة Hazen-Williams لإنشاء رسم بياني لمنحنى ، وتحديد معدل التدفق عند مقارنته بالبيانات الأخرى في المعادلة.

الاتجاهات

يعتمد التدفق في القناة على عدد من العوامل (كوكب المشتري / Photos.com / غيتي إيماجز)

تحديد القوة الدافعة في القناة الخاصة بك. يمكن تحديد القوة الدافعة باستخدام الحد الأقصى للضغط الذي تحتويه القناة أو ، إذا لم يتم ملء القناة بالكامل بالسوائل (أو الغاز) ، فإن الضغط الناتج عن المضخة. تحدد كل من المضخة والقناة ضغطهما بالجنيه لكل بوصة مربعة (psi) ، يتم التعبير عنها عادة على طول الأنبوب. فقط اقرأ المضخة إذا كانت أصغر من الأنبوب. الضغط القياسي في القناة هو 250 رطل.
تحديد تغيير الارتفاع على طول الأنبوب. هذا العامل ، المسمى أيضًا "الرأس" ، هو ارتفاع نهاية النفق مطروحًا منه الارتفاع في البداية ، والذي قد يكون سالبًا أو موجبًا. على سبيل المثال ، فإن أنبوب يحمل السائل من 200 متر إلى 266 متر فوق مستوى سطح البحر لديه فرق ارتفاع من 66 متر.
تحويل قراءة الضغط في رطل إلى عدادات المياه مضروبة في 0.77 (أو 2.31 ، للأقدام) ، والذي هو عامل التحويل بين القياسين. يساوي مائتان وخمسون رطل لكل بوصة مربعة 192.5 مترًا (أو 577.5 قدمًا) من عمود الماء.
استخدم معادلة Hazen-Williams لتحديد العلاقة المشتركة بين الاحتكاك والتدفق. يتم إعطاء المعادلة بواسطة H (الاحتكاك) = 0.002083 * L * (100 / C) = 1.85 * (gpm = 1.85 / d = 4.8665) حيث "L" هو طول الأنبوب ، "C" هو معامل الخشونة و "d" هو قطر القناة. يتم إعطاء معدل التدفق بواسطة Gpm ، مما يعني وجود غالون في الدقيقة.
أدخل جميع القيم المعروفة. يتم إعطاء معامل خشونة من قبل الشركات المصنعة للأنابيب ، ولكن يمكن استخدام 120 كقيمة افتراضية لمعظم الفولاذ أو الأنابيب البلاستيكية. أدرج أيضًا قيم طول وقطر الأنبوب ، مع ترك المتغيرات فقط: الاحتكاك (H) والتدفق (gpm).
ارسم محورًا على ورقة من ورق الرسم البياني ، حيث يمثل المحور الأفقي x التدفق (gpm) ويمثل المحور العمودي y الاحتكاك.
استخدم قيم التدفق الافتراضية للعثور على الاحتكاكات ذات الصلة. قم بتطبيق قيم 10 و 20 و 30 و 40 و 50 و 60 gpm ، مع ربط المنحنيات بالرسم البياني وتسليط الضوء على نقطة تقاطع منحنيات التدفق مع الاحتكاكات. من المتوقع أن يكون الخط الناتج عن هذه التقاطعات هو منحنى النظام ، الذي يصف سلوك التدفق تحت تأثير المقاومة.
قم بطرح فرق الارتفاع من قراءة الضغط عن طريق تحويل الضغط الأصلي إلى قدم (قدم) أو متر. بالنسبة للقيم الواردة في المثال السابق ، يكون للبرميل الذي يبلغ فرق ارتفاعه 66 مترًا (200 قدمًا) و 250 رطلاً لكل بوصة (192.5 مترًا أو 577.5 قدمًا) ضغطًا إجماليًا ، مما ينتج عنه فرق إجمالي يبلغ 126.5 مترًا أو 377 ، 5 أقدام.
حدد موقع نقطة المحور y التي تتوافق مع قيمة 126.5 م (377.5 قدمًا). ارسم خطًا أفقيًا من تلك النقطة وتقاطع المنحنى. توفر نقطة التقاطع كلاً من الاحتكاك ومعدل التدفق المرغوب لنظام خط الأنابيب.