ما هي حاسبة تدفق الأنابيب؟
تحسب هذه الأداة معدل التدفق الحجمي لسائل يتحرك عبر أنبوب دائري. فبمعرفة القطر الداخلي للأنبوب ومتوسط سرعة التدفق، تُرجع لك مقدار الحجم الذي يعبر مقطعًا عرضيًا في كل ثانية، مُعبَّرًا عنه بالأمتار المكعبة في الثانية (m³/s) واللترات في الثانية (L/s) والأمتار المكعبة في الساعة (m³/h). وهي أداة فيزيائية عامة تنطبق على الماء والزيت والهواء وأي سائل غير قابل للانضغاط في أي بلد.
كيفية الاستخدام
أدخل القطر الداخلي للأنبوب بالأمتار (وليس المقاس الاسمي أو الخارجي)، ثم متوسط سرعة التدفق بالأمتار في الثانية. تقوم الحاسبة بإيجاد مساحة المقطع العرضي الدائري، ثم تضربها في السرعة، وتحوّل الناتج إلى عدة وحدات شائعة.
شرح المعادلة
معدل التدفق هو حاصل ضرب مساحة المقطع العرضي في متوسط السرعة:
$$Q = A \times v$$ حيث $$A = \frac{\pi}{4} \times d^{2}$$
وهنا \(Q\) هو معدل التدفق الحجمي (m³/s)، و\(A\) هي المساحة الداخلية للأنبوب (m²)، و\(d\) هو القطر الداخلي (m)، و\(v\) هو متوسط السرعة (m/s). أما الحد \(\frac{\pi}{4} \cdot d^{2}\) فهو ببساطة مساحة الدائرة مكتوبة بدلالة القطر بدلًا من نصف القطر.
مثال محلول
لنفترض أن لأنبوب قطرًا داخليًا قدره 0.1 m وأن السائل يتدفق بسرعة 2 m/s. تكون المساحة $$A = \frac{\pi}{4} \times 0.1^{2} = 0.0078539816 \ \text{m}^{2}$$ ويكون معدل التدفق $$Q = 0.0078539816 \times 2 = 0.0157079633 \ \text{m}^{3}/\text{s}$$ أي ما يعادل نحو 15.71 L/s أو 56.55 m³/h.
الأسئلة الشائعة
هل أستخدم القطر الداخلي أم الخارجي؟ استخدم دائمًا القطر الداخلي (التجويف) — فهو الحيز الذي يتدفق السائل خلاله فعليًا.
هل تأخذ الحاسبة بالاعتبار الاحتكاك أو هبوط الضغط؟ لا. هذا معدل تدفق قائم على مبدأ الاستمرارية (\(Q = A \cdot v\))، ولا يحاكي فقد الضاغط (head loss)؛ ولأجل ذلك استخدم معادلتي هازن–ويليامز أو دارسي–وايسباخ.
كيف أحوّل النتيجة إلى غالونات أو وحدات أخرى؟ يعادل 1 m³/s مقدار 1000 L/s؛ اضرب قيمة L/s في 0.2642 للحصول على الغالونات الأمريكية في الثانية، أو في 15.85 للحصول على الغالونات الأمريكية في الدقيقة.
