سرعت متوسط سیال در لوله از نسبت دبی حجمی به مساحت داخلی لوله به دست میآید. این پارامتر در محاسبه افت فشار، انتخاب قطر لوله، بررسی صدا، فرسایش و عملکرد تجهیزات اهمیت دارد.
محاسبهگر این صفحه میتواند یکی از سه پارامتر قطر داخلی لوله، سرعت متوسط سیال یا دبی حجمی را با استفاده از دو مقدار دیگر محاسبه کند. کافی است دقیقاً یکی از فیلدها را خالی بگذارید.
محاسبه آنلاین سرعت و دبی لوله
رابطه محاسباتی و محدودیتها
Q = A v
A = πD²/4
D = √(4Q/(πv))
سرعت محاسبهشده سرعت متوسط حجمی در سطح مقطع داخلی لوله است و پروفیل موضعی سرعت را نشان نمیدهد.
برای لوله غیردایرهای باید مساحت واقعی سطح مقطع وارد محاسبه شود؛ این ماژول قطر یک مقطع دایرهای را فرض میکند.
رابطه دبی و سرعت سیال
رابطه اصلی محاسبه، معادله پیوستگی جریان است:
در این رابطه:
- Q: دبی حجمی
- A: مساحت داخلی سطح مقطع لوله
- v: سرعت متوسط سیال
برای یک لوله دایرهای، مساحت سطح مقطع از رابطه زیر محاسبه میشود:
بنابراین دبی برابر است با:
محاسبه سرعت متوسط سیال
اگر دبی و قطر داخلی معلوم باشند، سرعت متوسط از رابطه زیر به دست میآید:
با کاهش قطر لوله، سرعت بهسرعت افزایش پیدا میکند. افزایش سرعت معمولاً موجب افزایش افت فشار، صدا و احتمال فرسایش میشود.
محاسبه قطر داخلی لوله
اگر دبی و سرعت مجاز مشخص باشند، قطر داخلی موردنیاز چنین محاسبه میشود:
قطر محاسبهشده یک مقدار هیدرولیکی است. برای انتخاب نهایی باید نزدیکترین سایز استاندارد انتخاب و محاسبه با قطر داخلی واقعی همان لوله تکرار شود.
قطر داخلی یا سایز نامی؟
در این محاسبه باید قطر داخلی واقعی لوله وارد شود، نه قطر خارجی یا سایز نامی. قطر داخلی به جنس لوله، ضخامت دیواره، رده و استاندارد ساخت وابسته است.
دو لوله با سایز نامی یکسان ممکن است قطر داخلی متفاوتی داشته باشند و در نتیجه سرعت و دبی متفاوتی ایجاد کنند.
مثال محاسبه دبی
فرض کنید:
- قطر داخلی لوله: 50 mm
- سرعت متوسط: 2 m/s
مساحت سطح مقطع:
دبی:
روش استفاده از محاسبهگر
- واحد موردنظر هر پارامتر را انتخاب کنید.
- دو مقدار معلوم را وارد کنید.
- فیلد پارامتر مجهول را خالی بگذارید.
- دکمه محاسبه را بزنید.
- نتیجه و تبدیل آن به واحدهای دیگر را بررسی کنید.
محدودیت محاسبه
این ابزار جریان پایدار و تکفاز در یک لوله دایرهای با سطح مقطع کامل را فرض میکند. سرعت محاسبهشده، سرعت متوسط حجمی است و سرعت موضعی در مرکز لوله یا نزدیک دیواره را نشان نمیدهد.
مناسببودن سرعت باید با توجه به نوع سیال، افت فشار مجاز، صدا، خوردگی، فرسایش، ضربه قوچ و ضوابط طراحی همان سیستم بررسی شود.
پرسشهای متداول
برای محاسبه سرعت، چه قطر لولهای وارد شود؟
قطر داخلی واقعی لوله باید وارد شود.