什麼是 GPM 管道流量計算器?
這個計算器可根據流速與管道內徑,算出圓形管道內的體積流量,單位為每分鐘加侖數(GPM)。它採用流量等於流速乘以管道截面積的標準關係式,再以係數 448.831 把每分鐘立方英尺換算成美制每分鐘加侖數。請特別留意,本工具使用的是美制加侖(US gallon),與英制加侖(Imperial gallon)並不相同。
使用方式
輸入以英尺每秒(ft/s)為單位的流速,以及以英吋(inch)為單位的管道內徑。計算器會先把內徑換算成英尺,計算圓形截面積,然後回傳以 GPM 表示的流量,並同時顯示所採用的截面積。
公式說明
核心公式為 $$\text{GPM} = V \times A \times 448.831$$ 其中 \(V\) 為流速(ft/s),\(A\) 為管道截面積(平方英尺)。截面積由 \(A = \pi \times r^{2}\) 求得,\(r\) 為以英尺為單位的內半徑。由於內徑是以英吋輸入,需先除以 12 換算成英尺,再除以 2 取得半徑。常數 448.831 用於把每分鐘立方英尺(ft³/min)換算成美制每分鐘加侖數,因為 1 ft³ = 7.48052 加侖,且每分鐘有 60 秒(\(7.48052 \times 60 = 448.831\))。
實例演算
假設水以 5 ft/s 的流速通過一條內徑 2 吋的管道。半徑為 \((2 \div 12) \div 2 = 0.08333\) 英尺,因此截面積為 \(\pi \times 0.08333^{2} \approx 0.021817\) 平方英尺。接著 $$\text{GPM} = 5 \times 0.021817 \times 448.831 \approx 48.96$$ 每分鐘 48.96 加侖。
常見問題
這適用於任何液體嗎?是的。本計算以幾何為基礎,與流體種類無關;結果只取決於流速與管道尺寸,而不受流體的密度或黏度影響。
內徑要用內側還是外側?請使用管道的內徑(內側直徑),因為這才是實際的流動通道。標稱管徑(nominal size)往往與真正的內徑有所差異。
這裡的 GPM 是哪一種加侖?結果採用美制每分鐘加侖數(US GPM)。若要換算成英制(英國)加侖,請將結果乘以約 0.8327。