ماذا تفعل هذه الحاسبة؟
تحسب هذه الأداة معدل التدفق الحجمي (Q) لسائل يتحرك داخل أنبوب دائري المقطع. ما عليك سوى إدخال القطر الداخلي للأنبوب ومتوسط سرعة الجريان، لتحصل فورًا على معدل التدفق معبَّرًا عنه بالمتر المكعب في الثانية (م³/ث)، واللتر في الثانية (لتر/ث)، والمتر المكعب في الساعة (م³/ساعة). تصلح الحاسبة للمياه ولأي سائل غير قابل للانضغاط، ويستعملها المهندسون والسبّاكون ومصممو أنظمة التكييف والتدفئة والطلاب في مختلف أنحاء العالم. وبما أن الحساب يعتمد على نظام الوحدات الدولي (SI) المتناسق، فهو قابل للتطبيق عالميًا.
شرح المعادلة
يساوي معدل التدفق مساحة المقطع العرضي للأنبوب مضروبةً في متوسط السرعة: $$Q = \frac{\pi}{4} \cdot \left(\text{Diameter (m)}\right)^{2} \cdot \text{Velocity (m/s)}$$. المقدار \(\pi D^{2}/4\) هو مساحة الدائرة التي قطرها \(D\)، وبضرب هذه المساحة في السرعة \(v\) نحصل على حجم السائل الذي يعبر أي مقطع في وحدة الزمن. احرص على توحيد الوحدات: استعمل المتر للقطر \(D\) والمتر في الثانية للسرعة \(v\) لتحصل على النتيجة مباشرةً بوحدة م³/ث.
طريقة الاستخدام
1. أدخل القطر الداخلي للأنبوب بالمتر (مثال: أنبوب قطره 100 مم يساوي 0.1 م). 2. أدخل متوسط سرعة الجريان بالمتر في الثانية. 3. اقرأ معدل التدفق الناتج. كما تعرض الحاسبة مساحة المقطع العرضي المستخدمة في الحساب.
مثال محلول
لنفترض أن \(D = 0.1\) م وأن \(v = 2\) م/ث. تكون المساحة $$= \frac{\pi \times 0.1^{2}}{4} = \frac{3.14159 \times 0.01}{4} = 0.00785398 \ \text{م}^{2}$$. ويكون معدل التدفق $$Q = 0.00785398 \times 2 = 0.0157080 \ \text{م}^{3}/\text{ث}$$، أي ما يعادل 15.708 لتر/ث أو نحو 56.55 م³/ساعة.
الأسئلة الشائعة
أي قطر أستعمل، الداخلي أم الخارجي؟ استعمل دائمًا القطر الداخلي (تجويف الأنبوب)، لأنه يمثّل المقطع الفعلي الذي يجري فيه السائل.
كيف أحوّل المليمتر إلى متر؟ اقسم القيمة بالمليمتر على 1000. فأنبوب قطره 50 مم يساوي 0.05 م.
هل تأخذ الحاسبة الاحتكاك أو فقد الضغط في الاعتبار؟ لا. فهي تعطي التدفق الحجمي النظري عند سرعة معينة. أما حساب فقد الضغط بسبب الاحتكاك فيتطلب طرقًا مثل دارسي-وايسباخ أو هازن-ويليامز.
