Что такое калькулятор скорости потока в трубе?
Этот калькулятор определяет среднюю скорость жидкости, движущейся по круглой трубе. Зная объёмный расход (\(Q\)) и внутренний диаметр трубы (\(D\)), он вычисляет, насколько быстро движется жидкость, используя уравнение неразрывности, связывающее расход, скорость и площадь поперечного сечения. Калькулятор подходит для любой жидкости при использовании единиц СИ и широко применяется в водоснабжении, системах ОВК (отопление, вентиляция, кондиционирование), орошении и технологических процессах.
Как пользоваться калькулятором
Введите объёмный расход в кубических метрах в секунду (м³/с) и внутренний диаметр трубы в метрах (м). Инструмент рассчитает площадь поперечного сечения трубы и разделит расход на эту площадь, получив скорость в метрах в секунду (м/с). Чтобы перевести расход из литров в секунду в м³/с, разделите значение на 1000; чтобы перевести диаметр из миллиметров в метры — также разделите на 1000.
Разбор формулы
В основе расчёта лежит принцип неразрывности потока: $$v = \frac{Q}{A}$$ где площадь круглой трубы равна $$A = \frac{\pi}{4} \times D^2$$ Объединив эти выражения, получаем $$v = \frac{Q}{\frac{\pi}{4} \times D^2}$$ Скорость обратно пропорциональна квадрату диаметра: если уменьшить диаметр вдвое, скорость при том же расходе возрастёт в четыре раза.
Пример расчёта
Пусть \(Q = 0{,}05\) м³/с, а \(D = 0{,}1\) м. Площадь сечения составит $$\frac{\pi}{4} \times 0{,}1^2 = 0{,}0078539816 \text{ м}^2$$ Скорость $$= \frac{0{,}05}{0{,}0078539816} \approx 6{,}366 \text{ м/с}$$ Таким образом, жидкость движется со скоростью около 6,37 метра в секунду.
Часто задаваемые вопросы
Учитывает ли калькулятор трение и турбулентность? Нет. Он даёт среднюю (расходную) скорость в предположении равномерного потока; реальные локальные скорости меняются по сечению трубы.
Какие единицы использовать? Применяйте единицы СИ: расход в м³/с и диаметр в метрах — тогда скорость получится в м/с. Прочие единицы переведите заранее.
Почему в тонких трубах скорость растёт так быстро? Потому что площадь пропорциональна квадрату диаметра: при малом диаметре площадь сечения резко уменьшается, и тот же расход вынужден двигаться быстрее.
