ماذا تفعل هذه الحاسبة
تحدّد هذه الأداة القطر الداخلي للأنبوب اللازم لنقل معدل تدفق حجمي معيّن عند سرعة تدفق متوسطة تختارها. وتستند إلى معادلة الاستمرارية في ميكانيكا الموائع، وهي معادلة كونية — فالفيزياء نفسها تنطبق على الماء أو الزيت أو الهواء أو أي مائع، وفي أي بلد، طالما حافظت على وحدات متناسقة (متر مكعب في الثانية للتدفق، ومتر في الثانية للسرعة).
طريقة الاستخدام
أدخل معدل التدفق الحجمي Q بوحدة المتر المكعب في الثانية (m³/s)، وسرعة التدفق المستهدفة v بوحدة المتر في الثانية (m/s). تُرجِع الحاسبة القطر الداخلي المطلوب بالمليمتر والمتر، إضافةً إلى مساحة المقطع العرضي الناتجة. اختر سرعة مناسبة لتطبيقك — فخطوط إمداد المياه عادةً ما تعمل بنحو 1–3 م/ث للموازنة بين فقد الاحتكاك وتكلفة الأنبوب والضوضاء.
شرح المعادلة
تنص معادلة الاستمرارية على أن معدل التدفق الحجمي يساوي السرعة مضروبة في مساحة المقطع العرضي: \(Q = v \cdot A\). وفي الأنبوب الدائري تكون المساحة \(A = \dfrac{\pi D^2}{4}\). وبالتعويض والحل لإيجاد القطر نحصل على $$D = \sqrt{\dfrac{4Q}{\pi v}}$$ فكلما زاد التدفق أو قلّت السرعة، احتجت إلى قطر أكبر؛ وكلما ارتفعت السرعة المسموح بها أمكنك استخدام أنبوب أصغر وأقل تكلفة.
مثال محلول
افترض أنك بحاجة إلى نقل \(Q = 0.05\) م³/ث عند سرعة \(v = 2\) م/ث. عندئذٍ يكون \(4Q = 0.2\)، و\(\pi v = 6.2832\)، فيكون $$\dfrac{4Q}{\pi v} = 0.031831$$ والجذر التربيعي لهذا الناتج هو \(0.17841\) م، أي نحو 178.4 مم. لذا ستختار مقاس الأنبوب القياسي التالي عند 180 مم تقريبًا أو أعلى منه.
الأسئلة الشائعة
أي سرعة ينبغي أن أختار؟ بالنسبة للمياه النظيفة، يشيع استخدام 1–3 م/ث؛ أما خطوط شفط المضخات فتُبقى أقل (نحو 0.6–1.5 م/ث) لتجنّب التكهّف.
هل هذا هو القطر الداخلي أم الخارجي؟ تعطي المعادلة القطر الداخلي (تجويف الأنبوب) الذي يجري المائع خلاله فعليًا — اختر دائمًا أنبوبًا يساوي قطره الداخلي هذه القيمة أو يزيد عليها.
كيف أحوّل وحدات التدفق الأخرى؟ اقسم اللتر/ثانية على 1000، أو المتر المكعب/ساعة على 3600، للحصول على م³/ث قبل إدخال القيمة.
