Что делает калькулятор скорости потока?
Этот инструмент пересчитывает объёмный расход (Q), проходящий через круглую трубу, в среднюю скорость потока жидкости (v). Его применяют в водоснабжении, системах отопления и вентиляции (ОВиК), орошении и технологических расчётах, чтобы проверить, укладывается ли скорость в трубе в рекомендуемые пределы (обычно 1–3 м/с для воды в подающих линиях). Калькулятор универсален — он подходит для любой жидкости или газа в любой согласованной системе единиц.
Как пользоваться калькулятором
Укажите объёмный расход и выберите единицу измерения (м³/с, м³/ч, л/с, л/мин или американские галлоны в минуту GPM). Затем введите внутренний диаметр трубы и выберите мм, см, м или дюймы. Калькулятор приводит все величины к системе СИ, вычисляет площадь круглого сечения и выдаёт среднюю скорость в метрах в секунду и футах в секунду.
Формула с пояснением
Уравнение неразрывности гласит, что расход равен произведению скорости на площадь сечения: \(Q = v \cdot A\). Для круглой трубы площадь равна \(A = \dfrac{\pi D^{2}}{4}\), где \(D\) — внутренний диаметр. После преобразования получаем:
$$v = \frac{Q}{\frac{\pi D^{2}}{4}}$$Поскольку площадь растёт пропорционально квадрату диаметра, при увеличении диаметра вдвое скорость при том же расходе падает в четыре раза.
Пример расчёта
Допустим, \(Q = 0{,}05\ \text{м}^3/\text{с}\) проходит через трубу диаметром 100 мм (0,1 м). Площадь:
$$A = \frac{\pi \times 0{,}1^{2}}{4} = 0{,}0078539816\ \text{м}^2$$Скорость:
$$v = \frac{0{,}05}{0{,}0078539816} = \mathbf{6{,}366\ \text{м/с}}$$Для воды это слишком быстро — труба большего диаметра снизит скорость.
Частые вопросы
Какой диаметр использовать — внутренний или наружный? Всегда берите внутренний диаметр (диаметр проходного сечения), ведь именно он определяет реальную площадь потока.
Это средняя или максимальная скорость? Это средняя скорость по сечению. Локальная максимальная скорость в центре трубы при ламинарном течении выше.
Подходит ли расчёт для газов? Да, если газ при данных условиях можно считать практически несжимаемым. Для сжимаемого высокоскоростного течения необходимо учитывать изменение плотности.
