Bu hesaplayıcı ne işe yarar?
Bu araç, açık bir hortumdan çıkan suyun hacimsel debisini Torricelli orifis teorisini kullanarak tahmin eder. Hortumun iç çapını, besleme (manometrik) basıncını ve bir akış katsayısını girdiğinizde; debiyi hem dakikada litre hem de dakikada ABD galonu (GPM) cinsinden verir, ayrıca çıkış hızını ve açıklık alanını gösterir. Sulama planlaması, yangın söndürme tahminleri, pompa seçimi ve havuz boşaltma gibi işlerde oldukça kullanışlıdır.
Nasıl kullanılır?
Hortumun iç çapını milimetre cinsinden, besleme basıncını bar cinsinden ve bir akış katsayısını (\(C_d\)) girin. Keskin kenarlı bir orifis için bu değer yaklaşık 0,62; pürüzsüz, yuvarlatılmış bir lüle için 0,8-0,98 aralığına yaklaşır; tipik bir bahçe hortumu ucu ise 0,6-0,8 civarındadır. Tahmini debiyi görmek için hesapla düğmesine basın.
Formülün açıklaması
Debi şu şekilde hesaplanır:
$$Q = \text{C}_d \cdot A \cdot \sqrt{\frac{2\,P}{\rho}} \times 60000$$Burada \(A\), \(\pi d^2/4\) ile bulunan ve metrekare cinsinden ifade edilen kesit alanıdır; \(P\), bardan pascala dönüştürülen basınçtır (\(1\ \text{bar} = 100{.}000\ \text{Pa}\)); \(\rho\) ise suyun yoğunluğudur (\(1000\ \text{kg/m}^3\)). Karekök içindeki terim ideal Torricelli hızını verir, \(C_d\) ise açıklıktan geçişteki gerçek kayıpları hesaba katar.
Örnek hesaplama
3 bar basınçta, \(C_d\) değeri 0,62 olan 13 mm'lik bir hortum için:
$$A = \frac{\pi \times 0{,}013^2}{4} = 1{,}32732 \times 10^{-4}\ \text{m}^2$$$$v = \sqrt{\frac{2 \times 300000}{1000}} = 24{,}495\ \text{m/s}$$$$Q = 0{,}62 \times 1{,}32732 \times 10^{-4} \times 24{,}495 = 2{,}0158 \times 10^{-3}\ \text{m}^3/\text{s}$$yani yaklaşık dakikada 120,95 litre.
Sıkça sorulan sorular
Sonuç birebir doğru mu? Hayır. Bu, idealize edilmiş bir tahmindir. Gerçek debi; hortum boyunca oluşan boru sürtünmesi, bağlantı elemanları ve yükseklik farkları nedeniyle azalır. Bu basit orifis modeli bu etkenleri dikkate almaz.
Hangi basıncı kullanmalıyım? Hortum çıkışında mevcut olan manometrik basıncı kullanın. Şebeke basıncı genellikle 2-6 bar arasındadır, ancak daha uzun veya daha dar hortumlarda basınç düşer.
Cd neden bu kadar önemli? \(C_d\), sonucu doğrudan ölçeklediği için aynı basınç ve çapta yüksek \(C_d\)'li bir lüle, düşük \(C_d\)'li keskin bir açıklığa kıyasla çok daha fazla su akıtır.
