ما هي حاسبة معدل تدفق المياه؟
تحسب هذه الأداة معدل التدفق الحجمي للمياه (أو أي سائل غير قابل للانضغاط) أثناء مروره عبر أنبوب دائري. وتعتمد في ذلك على علاقة الاستمرارية التي تربط بين مساحة المقطع العرضي للأنبوب ومتوسط سرعة التدفق. ما عليك سوى إدخال القطر الداخلي للأنبوب وسرعة التدفق، لتعرض لك الأداة معدل التدفق بعدة وحدات شائعة: المتر المكعب في الثانية، اللتر في الثانية، اللتر في الدقيقة، المتر المكعب في الساعة، إضافة إلى الجالون الأمريكي في الدقيقة.
كيفية استخدام الحاسبة
1. قِس القطر الداخلي للأنبوب بالمليمتر (استخدم قطر التجويف الداخلي وليس القطر الخارجي). 2. أدخل متوسط سرعة التدفق بوحدة المتر في الثانية. 3. اقرأ معدل التدفق الناتج بالوحدة التي تفضّلها. تُعدّ هذه الأداة مثالية لتحديد أقطار الأنابيب المناسبة، والتحقق من إنتاجية المضخات، وتقدير كميات التصريف في أنظمة الري والسباكة والتكييف والتهوية.
شرح المعادلة
معدل التدفق \(Q = A \times v\)، حيث A هي مساحة المقطع العرضي الداخلي للأنبوب، وv هو متوسط السرعة. وبالنسبة إلى الأنبوب الدائري، فإن \(A = \frac{\pi}{4} \times D^2\). يُحوَّل القطر من المليمتر إلى المتر قبل تربيعه، لتأتي المساحة بوحدة المتر المربع ويأتي التدفق بوحدة م³/ث. والمعادلة الكاملة هي:
$$Q = \frac{\pi}{4} \left(\frac{\text{Diameter (mm)}}{1000}\right)^2 \times \text{Velocity (m/s)}$$وبضرب النتيجة في معاملات التحويل نحصل على بقية القيم (×1000 للحصول على لتر/ث، و×60000 للتر/دقيقة، و×3600 لمتر³/ساعة، و×15850.3 للجالون الأمريكي/دقيقة).
مثال محلول
أنبوب قطره الداخلي 100 مم يحمل ماءً بسرعة 2 م/ث. أولًا: \(D = 0.1\) م، إذن
$$A = \frac{\pi}{4}(0.1)^2 = 0.0078540 \text{ م}^2$$ثم
$$Q = 0.0078540 \times 2 = 0.0157080 \text{ م}^3/\text{ث}$$أي ما يعادل 15.708 لتر/ث، أو نحو 942.5 لتر/دقيقة، أو 56.5 م³/ساعة، أو حوالي 249 جالونًا أمريكيًا/دقيقة.
الأسئلة الشائعة
هل أستخدم القطر الداخلي أم الخارجي؟ استخدم دائمًا القطر الداخلي (قطر التجويف)، فهو الذي يمثّل مساحة التدفق الفعلية.
هل تصلح الحاسبة لأي سائل؟ نعم. تنطبق المعادلة \(Q = A \times v\) على أي سائل، فالهندسة لا تتغيّر؛ وكل ما يختلف هو قيمة السرعة.
ما هي السرعة المعتادة للتدفق في الأنابيب؟ في خطوط إمداد المياه، تتراوح السرعة عادةً بين 1 و2.5 م/ث. أما السرعات الأعلى فتسبّب الضجيج والتآكل وفقدًا كبيرًا في الضغط.
