Um problema comum em tubulações é a corrosão. Com o tempo, a corrosão em um tubo pode causar um furo que causa um vazamento. Calcular o fluxo de fluido através de um buraco pode ser difícil, devido a muitas variáveis, como a velocidade do fluxo do fluido, a pressão no tubo e a densidade do fluido, apenas para citar algumas, mas não desanime. Você pode encontrar a resposta que precisa seguindo uma simples série de etapas.

Etapa 1: coletar medições do tubo

Obter medidas: diâmetro (D) do furo no tubo e altura (h) da superfície do fluido acima do buraco. Certifique-se de que todas as medições estejam na mesma unidade padrão. Por exemplo, 1 polegada = 0,0254 metros, por isso, se você usar polegadas, converta suas medidas em unidades métricas.

Etapa 2: Determine a área da seção transversal

Calcule a área da seção transversal de o buraco (A). Divida o diâmetro do buraco ao meio para obter o raio. Use a fórmula A = πr ^{2 (raio para a segunda potência). O resultado será em unidades de comprimento quadrado.}

Etapa 3: Encontre a Velocidade do Fluido

Use a equação de Bernoulli para encontrar a velocidade do fluido (v), se ela ainda não tiver sido fornecida. Se a pressão do fluido em um tubo é constante (ou seja, se o fluxo é constante), o fluido sai pelo buraco no tubo a uma velocidade de v = √2_g_h, onde g é a aceleração devido à gravidade, 9,8 m /s < sup> 2.

Etapa 4: Encontre o Fluxo de Volume de Fluido (Fluxo)

Multiplique a área da seção transversal do furo pela velocidade do fluido para encontrar a taxa de fluxo de volume do fluido ( Q): Q = A * v Esse será o volume do fluido que sai do buraco em metros cúbicos por segundo.

Exemplo de cálculo

Vejamos um exemplo com números. Calcular fluxo de fluido através do orifício no tubo com pressão constante se a água deixa o buraco com uma velocidade de 1,7 m /seo diâmetro do buraco é d = 1 polegada = 1 * 0,0254 = 0,0254 metros.

Primeiro, encontre a área da seção transversal do buraco: A = 3,14 * (0,0254 /2) ^ 2 = 0,00051 m ^ 2. Como a pressão é constante e a velocidade da água que passa pelo buraco é de 1,7 m /s, use a fórmula da Etapa 4 para encontrar o volume de água que sai do furo: Q = 0,00051 m ^ 2 * 1,7 m /s = 0,000867 m ^ 3 /s.

Dado que 1 metro cúbico = 61,024 polegadas cúbicas, Q = 0,000867m ^ 3 /s * 61,024 = 52,9 polegadas ^ 3 /s. Assim, 52,9 polegadas cúbicas de água deixa o buraco no tubo por segundo.