ماذا تفعل هذه الحاسبة
تحسب هذه الأداة متوسط سرعة التدفق لسائل يمر عبر أنبوب دائري عندما تعرف معدل التدفق الحجمي بوحدة الغالون الأمريكي في الدقيقة (GPM) والقطر الداخلي للأنبوب بالبوصة. وتُعد السرعة عاملًا أساسيًا في تحديد مقاسات الأنابيب، وتجنّب التآكل أو الطرق المائي (water hammer)، والتأكد من بقاء المنظومة ضمن حدود السرعة الموصى بها (وعادة ما تكون بين 5 و8 قدم/ثانية للمياه).
ملاحظة حول الوحدات: تعتمد هذه الحاسبة على الغالون الأمريكي (US gallon) وهو معيار شائع في الولايات المتحدة وأنظمة كثيرة في المنطقة العربية تستخدمه أيضًا. انتبه إلى أن الغالون الأمريكي يختلف عن الغالون الإمبراطوري البريطاني، لذا تأكد من وحدة القياس المستخدمة في مشروعك قبل إدخال الأرقام.
كيفية الاستخدام
أدخل معدل التدفق بوحدة GPM والقطر الداخلي للأنبوب بالبوصة، ثم اقرأ السرعة بالقدم في الثانية (مع المكافئ المتري بالمتر/ثانية). استخدم القطر الداخلي وليس المقاس الاسمي للأنبوب للحصول على نتائج دقيقة.
شرح الصيغة
السرعة تساوي معدل التدفق مقسومًا على مساحة المقطع العرضي:
$$V = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi}{4} \cdot D^{2}}$$وللحفاظ على توافق الوحدات، يُحوَّل معدل التدفق من GPM إلى قدم مكعب في الثانية (1 غالون = 0.13368 قدم³، مقسومًا على 60 ثانية)، ويُحوَّل القطر من البوصة إلى القدم (÷12). ومساحة الدائرة تساوي \(\frac{\pi}{4} \cdot D^{2}\). وبقسمة معدل التدفق على المساحة نحصل على السرعة بوحدة قدم/ثانية.
مثال عملي
عند تدفق 50 GPM في أنبوب قطره 2 بوصة:
$$Q = 50 \times \frac{0.13368}{60} = 0.11140 \ \text{قدم}^3/\text{ثانية}$$القطر = \(2 \div 12 = 0.16667\) قدم، إذًا المساحة:
$$A = \frac{\pi}{4} \times 0.16667^{2} = 0.021817 \ \text{قدم}^2$$السرعة:
$$V = \frac{0.11140}{0.021817} \approx 5.11 \ \text{قدم/ثانية}$$(أي نحو 1.56 متر/ثانية).
الأسئلة الشائعة
هل أستخدم القطر الاسمي أم القطر الفعلي؟ استخدم دائمًا القطر الداخلي الفعلي، وهو أصغر من المقاس الاسمي في معظم جداول مقاسات الأنابيب.
ما السرعة التي تُعد مرتفعة جدًا؟ بالنسبة للمياه، حافظ على بقاء السرعة دون حوالي 5 إلى 8 قدم/ثانية في خطوط التغذية للحد من الضوضاء والتآكل وفقد الضغط.
هل تصلح هذه الحاسبة لأي سائل؟ نعم — فالسرعة تعتمد فقط على معدل التدفق والمساحة، لذا تنطبق الصيغة نفسها على أي سائل، مع أن سلوك فقد الضغط يختلف باختلاف اللزوجة.
