什麼是管道流量計算器?
這個計算器可算出流體通過圓形管道時的體積流量。只要輸入管道內徑與平均流速,就能得知每秒通過某一截面的體積有多少,結果以每秒立方公尺(m³/s)、每秒公升(L/s)及每小時立方公尺(m³/h)三種單位呈現。它是一項通用的物理工具,適用於水、油、空氣等任何不可壓縮流體,不受國家或地區限制。
使用方法
請輸入管道的內徑(單位:公尺),注意不是公稱直徑或外徑;再輸入平均流速(單位:公尺/秒)。計算器會先求出圓形截面積,乘上流速,再換算成幾種常用單位。
公式說明
流量等於截面積乘以平均流速:
$$Q = A \times v$$,其中 $$A = \frac{\pi}{4} \times d^{2}$$
式中 \(Q\) 為體積流量(m³/s),\(A\) 為管道內截面積(m²),\(d\) 為內徑(m),\(v\) 為平均流速(m/s)。\(\frac{\pi}{4} \cdot d^{2}\) 其實就是以直徑(而非半徑)表示的圓面積公式。
實際範例
假設一根管道的內徑為 0.1 m,流體以 2 m/s 流動。截面積為 $$A = \frac{\pi}{4} \times 0.1^{2} = 0.0078539816 \text{ m}^{2}$$流量則為 $$Q = 0.0078539816 \times 2 = 0.0157079633 \text{ m}^{3}/\text{s}$$約等於 15.71 L/s 或 56.55 m³/h。
常見問題
該用內徑還是外徑?請一律使用內徑(管孔直徑),因為那才是流體實際通過的空間。
有考慮摩擦或壓力損失嗎?沒有。本計算採用連續方程式(\(Q = A \cdot v\)),不會計算水頭損失;若需評估壓損,請改用 Hazen-Williams 或 Darcy-Weisbach 方程式。
如何換算成加侖或其他單位?1 m³/s 等於 1000 L/s;將 L/s 乘以 0.2642 可得美制加侖/秒,乘以 15.85 則為美制加侖/分鐘。