ما الذي تقوم به هذه الحاسبة
تحوّل حاسبة سرعة الماء في الأنبوب معدل التدفق الحجمي المُقاس بالجالون في الدقيقة (GPM) إلى متوسط سرعة السائل داخل أنبوب دائري، مُعبَّرًا عنها بالقدم في الثانية (قدم/ثانية). إن معرفة السرعة أمر بالغ الأهمية عند تحديد مقاسات الأنابيب، وتجنّب التآكل، والتحكم في الضوضاء وما يُعرف بالمطرقة المائية (water hammer)، والالتزام بحدود أكواد السباكة — التي تتراوح عادةً بين 5 و8 أقدام/ثانية لخطوط إمداد المياه. تنبيه: هذه الأرقام والوحدات (جالون/دقيقة، قدم/ثانية، البوصة) مبنية على النظام الإمبراطوري الأمريكي الشائع في الولايات المتحدة، لذا قد تختلف المعايير المحلية في بلدك إن كنت تستخدم النظام المتري.
طريقة الاستخدام
أدخل معدل التدفق بوحدة GPM والقطر الداخلي للأنبوب بالبوصة (استخدم القطر الداخلي الفعلي، لا المقاس الاسمي للأنبوب). تعرض لك الحاسبة فورًا متوسط السرعة، إلى جانب مساحة المقطع العرضي للأنبوب ومعدل التدفق المكافئ بالقدم المكعب في الثانية.
شرح المعادلة
المعادلة المختصرة هي:
$$V = \frac{0.4085 \times \text{GPM}}{d^{2}}$$يجمع الثابت 0.4085 عدة تحويلات للوحدات في رقم واحد. أما العلاقة الدقيقة القائمة على المساحة فهي: السرعة = التدفق ÷ المساحة. وعند تحويل GPM إلى قدم مكعب في الثانية (\(\times 0.133681 \div 60\)) ثم القسمة على مساحة الأنبوب (\(\pi \cdot (d/24)^{2}\) بالقدم المربع)، تختزل العلاقة إلى الثابت 0.4085 عندما يكون القطر بالبوصة. وتتناسب السرعة عكسيًا مع مربع القطر، لذا فإن مضاعفة قطر الأنبوب تخفّض السرعة إلى الرّبع.
مثال محلول
لنفترض أن تدفقًا قدره 50 GPM يمرّ عبر أنبوب قطره الداخلي بوصتان:
$$V = \frac{0.4085 \times 50}{2^{2}} = \frac{20.425}{4} = \textbf{5.106 قدم/ثانية}$$تقع هذه القيمة بأريحية ضمن النطاق الموصى به عادةً لخطوط المياه النحاسية وأنابيب PEX.
الأسئلة الشائعة
ما السرعة التي تُعدّ مرتفعة أكثر من اللازم؟ السرعات التي تتجاوز نحو 8 أقدام/ثانية في خطوط المياه قد تسبّب التآكل والضوضاء والمطرقة المائية. ويستهدف كثير من المصمّمين نطاقًا بين 5 و7 أقدام/ثانية.
هل أستخدم القطر الاسمي أم الفعلي؟ استخدم دائمًا القطر الداخلي الفعلي. فالأنبوب الاسمي «2 بوصة» غالبًا ما يكون قطره الداخلي مختلفًا عن 2.000 بوصة.
هل تصلح هذه الحاسبة لسوائل غير الماء؟ نعم — فحساب السرعة هندسي بحت ويعمل مع أي سائل غير قابل للانضغاط، لأنه يعتمد فقط على معدل التدفق ومساحة الأنبوب.
