ما هي حاسبة تحويل PSI إلى GPM؟
تقدّر هذه الحاسبة معدل التدفق الحجمي للماء بالغالون في الدقيقة (GPM) عند مروره عبر فتحة دائرية، استنادًا إلى الضغط في المنبع مقيسًا بالرطل لكل بوصة مربعة (PSI)، وقطر الفتحة، ومعامل التصريف. وتُستخدم على نطاق واسع في أنظمة مكافحة الحرائق والري والسباكة وتصميم الأنظمة الهيدروليكية، إذ تساعد على التنبؤ بكمية الماء التي ستتدفق عندما يدفعها الضغط عبر فوهة أو فتحة. تجدر الإشارة إلى أن الوحدات المستخدمة هنا (PSI والبوصة والغالون) هي وحدات النظام الأمريكي، لذا قد تحتاج إلى تحويلها إذا كنت تعمل بالنظام المتري المعتمد في معظم البلدان العربية.
كيفية الاستخدام
أدخل ثلاث قيم: ضغط الماء (PSI)، وقطر الفتحة بالبوصة، ومعامل التصريف (Cd). يأخذ معامل التصريف في الحسبان فقدان الطاقة وانكماش المجرى عند الفتحة؛ فالفوهة الملساء المستديرة تقترب قيمتها من 0.97–0.99، بينما تكون الفتحة ذات الحافة الحادة أقرب إلى 0.62. انقر على زر الحساب لتظهر لك قيمة معدل التدفق التقديري.
شرح المعادلة
المعادلة القياسية لتدفق الماء عبر الفتحة هي:
$$\text{GPM} = 29.84 \times \text{C}_{d} \times d^{2} \times \sqrt{\text{PSI}}$$
هنا يمثّل الثابت 29.84 ثابتًا للوحدات يجمع بين الجاذبية وكثافة المائع وعوامل التحويل الخاصة بالنظام الأمريكي؛ و\(\text{C}_{d}\) هو معامل التصريف عديم الأبعاد؛ و\(d\) هو قطر الفتحة بالبوصة؛ وPSI هو فرق الضغط. ويتناسب التدفق طرديًا مع مربع القطر ومع الجذر التربيعي للضغط، فمضاعفة الضغط ترفع التدفق بنحو 41% فقط، في حين أن مضاعفة القطر تجعل التدفق أربعة أضعاف.
مثال محلول
لنفترض أن الماء يتدفق عند ضغط 40 PSI عبر فتحة قطرها 0.5 بوصة بمعامل تصريف يبلغ 0.97. عندئذٍ يكون
$$\text{GPM} = 29.84 \times 0.97 \times 0.5^{2} \times \sqrt{40} = 29.84 \times 0.97 \times 0.25 \times 6.3246 \approx 45.76$$
غالونًا في الدقيقة.
الأسئلة الشائعة
ما معامل التصريف الذي ينبغي استخدامه؟ استخدم نحو 0.97 للفوهة الملساء، ونحو 0.80 لأنبوب قصير اعتيادي، ونحو 0.62 للفتحة ذات الحافة الحادة.
هل تصلح هذه الحاسبة لأي سائل؟ يفترض الثابت 29.84 أن المائع هو الماء في الظروف القياسية. أما مع السوائل الأخرى فستكون النتيجة تقريبية بسبب اختلاف الكثافة واللزوجة.
لماذا يتناسب التدفق مع الجذر التربيعي للضغط؟ لأن الضغط يتحوّل إلى سرعة وفق مبدأ برنولي، حيث تتناسب السرعة مع الجذر التربيعي لارتفاع الضغط.
