這個計算器的用途
本工具可依據指定的體積流量與選定的平均流速,算出輸送該流量所需的管路內徑。它以流體力學的連續方程式為基礎,屬於通用公式——無論流體是水、油、空氣或其他任何介質,也不分國家或地區皆適用,只要單位保持一致即可(流量採每秒立方公尺、流速採每秒公尺)。
使用方式
輸入體積流量 \(Q\)(單位:立方公尺每秒,m³/s)與目標流速 \(v\)(單位:公尺每秒,m/s),計算器即會回傳所需的管路內徑(同時提供毫米與公尺兩種單位),以及對應的截面流通面積。請依實際應用選擇合適的流速:一般自來水供水管路多採約 1~3 m/s,以在摩擦損失、管材成本與噪音之間取得平衡。
公式說明
連續方程式指出,體積流量等於流速乘以截面積:$$Q = v \cdot A$$對於圓形管路,截面積為 \(A = \dfrac{\pi D^2}{4}\)。代入並解出管徑後可得 $$D = \sqrt{\dfrac{4 \cdot \text{Flow } Q}{\pi \cdot \text{Velocity } v}}$$流量越大或流速越低,所需管徑就越大;而允許的流速越高,就能採用較小、較省成本的管路。
實際範例
假設你需要以 \(v = 2 \text{ m/s}\) 的流速輸送 \(Q = 0.05 \text{ m}^3/\text{s}\)。則 \(4Q = 0.2\),\(\pi v = 6.2832\),因此 $$\frac{4Q}{\pi v} = 0.031831$$開根號後得 \(0.17841 \text{ m}\),約等於 178.4 mm。換言之,你應選用最接近且不小於約 180 mm 的標準管徑規格。
常見問題
該選擇多少流速?輸送清水時,常見範圍為 1~3 m/s;泵浦吸入端的流速則應放低(約 0.6~1.5 m/s),以避免發生汽蝕現象。
這算出來的是內徑還是外徑?本公式求得的是流體實際通過的管路內徑(孔徑)——請務必選擇內徑等於或大於此數值的管路。
其他流量單位該如何換算?將 L/s 除以 1000,或將 m³/h 除以 3600,先換算成 m³/s 後再輸入數值即可。