hvordan man kan afgøre, om vandet strømme gennem et rør

Flow gennem et rør sker ved hjælp af tyngdekraften eller tryk . Flow kan være en laminar ( glat ) eller turbulent ( ru ) . Den anvendte metode til at bestemme flow , eller flow , afhænger af egenskaber af væsken og karakteristika af røret kanal . Den enkleste rør flow til at beregne er vand strømmer jævnt gennem en mindre end halv fuld pibe ved en fast skråning med en fast diameter under ingen yderligere pres udover atmosfærisk . Ensartet flow har en konstant dybde . En pibe flyder på denne måde betragtes som en åben kanal og Chezy-Manning ligning kan anvendes til at beregne flow . Alle målinger skal konverteres til fødderne

Du skal bruge: .
målebånd eller lineal , afhængigt af størrelsen af røret
. .
Hældning måleværktøj eller seks-fods niveau .
Millimeterpapir .
Blyant .
Videnskabelig lommeregner med trigonometriske funktioner .


1 .
måle dybden af flow ( d ) i røret . Dette er afstanden fra overfladen af vandet til bunden af en cirkulær rør på sit laveste punkt . Hold lineal eller tape vinkelret på hældningen af røret . Mål den indvendige diameter ( D ) af røret ved at holde enden af målebåndet på det laveste punkt i røret og udvide den til den modsatte side af cirkulært tværsnit . Som et eksempel ved hjælp af følgende ligninger , kan vi bruge to ben for dybden af flow ( d ) og fem fødder til indvendig diameter ( D ) . Radius er halvdelen af diameteren , således radius af røret er 2,5 meter .
2 .
Bestem hældningen af røret ved at måle højden falde over en afstand . Højden drop er afstanden flowet rejser i en lodret akse vinkelret på en plan overflade . En skråning måleværktøj kunne også bruges , ellers en seks-fods konstruktion niveau og målebånd fungerer godt . Resten udgangen af det niveau på toppen af røret og linje niveau op med røret . Hæve eller sænke flydende ende af det niveau , indtil indikatoren læser niveau . Måle afstanden fra bunden af den flydende slutningen af det niveau ned til toppen af røret holde målebåndet vinkelret på niveau . Denne måling kaldes " stige. " Fordi en seks-fods blev udnyttet , "run " er seks fødder . Slope er beregnet ved at dividere "run " til " stige. " For eksempel , hvis stigningen er 0,5 meter , så hældningen kan beregnes :=
S " stiger " /" run "=0 . 5 fod /6 fod=0,05=5 procent
Hældningen er 0,05 . I procent form , er hældningen af røret 5 procent .
3 .
Skitse tværsnit af røret , herunder vandgennemstrømning og mærke dine mål. Beregn befugtet perimeter , P , af røret . Dette er den afstand langs indersiden omkredsen af røret , der er under vandet . Denne afstand danner en bue , og kan løses ved at gange radius af røret ved vinklen det " spaender " . En anden måde at tænke på den vinkel det " spaender " er den vinkel buen spænder . Ligningen for denne afstand ser sådan her ud : P=. . . r , hvor . . . =den vinkel den bue spaender i radianer , og r=radius af røret .
4 .
Marker midten af røret på din skitse , og trække to radius linjer fra centrum af røret , hvor overfladen af vandet opfylder rørvæggen . Vinklen , taget i radianer , mellem disse to radier linjer kan bruges til at beregne den befugtede perimeter . Dette er den centrale vinkel . Den centrale vinkel kan beregnes ved følgende ligning . Denne ligning er anderledes , hvis røret er mere end halvt fyldt .
. . . =2 arccos ( ( r-d ) /r ) .
hvor d=dybden af flow , og r=radius af røret
I eksemplet . . . =2 arccos ( ( 2,5 fod-2 fod ) /2,5 fod )=2,74 radianer . Husk, at bue-cosinus er den samme som den inverse af cosinus , eller cos ^ -1 .
5 .
Løs ligningen for befugtet perimeter ( P ) ved hjælp af centrale vinkel og radius af røret . Se denne ligning løses nedenfor, for eksempel :
P=. . . r=2 . 74 radianer * 2,5 meter=6,85 meter
6 .
Markér området flow ( A ) på din skitse . Dette er alle de område, der er taget op af vandet . Den geometriske form af dette område kaldes en sektor og formlen for at finde dette område er A=( r ^ 2 ( . . . -synd . . . )) /2 hvor r=radius af røret , og . . . =det centrale vinkel . Se denne ligning løses nedenfor, for eksempel :
A=( r ^ 2 ( . . . -synd . . . )) /2=(2,5 ^ 2 meter * ( 2,74-synd ( 2,74 ) ) ) /2=7,34 kvadratmeter .
7 .
Beregn den hydrauliske radius ( R ) eller forholdet mellem arealet af flowet og den befugtede perimeter ved hjælp af ligningen R=A /P , hvor A=areal af flow , og P=fugtet perimeter . Se denne ligning løses nedenfor, for eksempel :
R=A /P=7,34 kvadratmeter /6,85 m=1,07 meter
8
Bestem Manning 's ruhed . koefficient for rørmateriale . Den grovere materiale , jo mere friktion i vandet , således langsommere strømmen . Denne koefficient tager højde herfor i beregningen for flow . Bemanding Ruhedsrosen Koefficient kan findes i de fleste civilingeniør referencemanualer . Nogle fælles værdier er 0,013 for beton , 0,009 for PVC og 0 . 024 til bølgepap stål . For eksempel angiver en værdi på 0,013 en konkret rør .
9 .
Brug Chezy-Manning ligning at løse for flow . Denne ligning er en kombination af Chezy ligningen og Manning ligning . Det bruges regelmæssigt som civilingeniør til at beregne strømningshastigheden gennem et rør . Værdien af strømningshastighed ( Q ) er i kubikfod per sekund .
Q=( 1,49 /n ) ( A ) ( R ^ (2 /3)) ( u221A S )
Hvor Q=strømningshastighed , n=Mannings ruhed koefficient , A=areal af flow , R=hydrauliske radius og S=hældningen af røret . Se denne ligning løses nedenfor, for eksempel :
Q=( 1,49 /n ) ( A ) ( R ^ (2 /3)) ( u221A S )=( 1. 49/0. 013 ) * ( 7,34 kvadratmeter ) * (1,07 ^ (2 /3) fod ) ( u221A 0,05 )=196,8 kubikfod per sekund .
10 .
Tjek dit matematik ved hjælp af en lommeregner . Flowet ( Q ) er i kubikfod per sekund . I eksemplet betyder det 196,8 kubik meter vand der kommer ud af røret hvert sekund.

gode råd og advarsler


  • Velocity kan beregnes ud fra strømningshastigheden og område ved hjælp af ligningen V=Q /A.
  • For store afstande , bør højdeændringer måles ved hjælp af en landmåler niveau og stang
  • Chezy-Manning ligning er lidt anderledes for metriske målinger : . Q=( 1,00 /n ) ( A ) ( R (2 /3)) ( u221A S ) [ m ^ 3 /s ]

  • Kommentarer

    Vi ønsker, at dine argumenter og meninger er velkomne. Være objektiv og medfølelse. Mange mennesker læser hvad du skriver. Gør debat til en bedre oplevelse for både dem og dig selv. Mellem 20:00 og 08:00 det er lukket for kommentering og vi fjerner automatisk kommentarer med sjofle ord, defineret af vores moderatorer.

    link:

    • Om os
    • Advertising
    • Fortæl redaktionen
    • Få nyhedsbreve
    • RSS-feed

    Redaktør: Karin Christofferse
    Nyheder redactor: Morten Nyberg

    Kundeservice: Stig Ole Salomon,
    Flemming Sørensen

    Tel: +45 00 99 99 00
    Fax: +45 00 99 99 01

    © Copyright 2014 Einsten.net - All rights reserved.