什麼是管道流速計算器?
這個計算器可以求出流體在圓形管道內流動的平均流速。只要輸入體積流量(Q)與管道的內徑(D),它就會依據流量、流速與截面積之間的連續性關係,算出流體的流動速度。無論是何種流體,只要使用一致的 SI 國際單位皆適用,廣泛運用於給排水、空調(HVAC)、灌溉與製程工程等領域。
使用方式
請以立方公尺每秒(m³/s)輸入體積流量,並以公尺(m)輸入管道內徑。本工具會先算出管道的截面積,再以流量除以截面積,得到以公尺每秒(m/s)為單位的流速。若流量原本是公升每秒,請除以 1000 換算成 m³/s;若管徑原本是毫米(mm),同樣除以 1000 換算成公尺。
公式說明
核心方程式來自連續性原理:\(v = \frac{Q}{A}\),其中圓形管道的截面積為 \(A = \frac{\pi}{4} D^2\)。兩式合併後即得
$$v = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi}{4} D^2}$$流速與管徑的平方成反比——在相同流量下,管徑減半,流速便會變為四倍。
範例試算
假設 \(Q = 0.05 \text{ m}^3/\text{s}\)、\(D = 0.1 \text{ m}\)。截面積為
$$A = \frac{\pi}{4} \times 0.1^2 = 0.0078539816 \text{ m}^2$$流速為
$$v = \frac{0.05}{0.0078539816} \approx 6.366 \text{ m/s}$$也就是說,流體的流動速度約為每秒 6.37 公尺。
常見問題
有把摩擦或紊流(亂流)算進去嗎?沒有。本計算器假設為均勻流,給出的是平均(整體)流速;實際上管道截面各處的局部流速會有所不同。
應該使用哪種單位?請使用 SI 國際單位:流量以 m³/s、管徑以公尺輸入,才能得到 m/s 的流速。其他單位請先自行換算。
為什麼小口徑管的流速會上升得這麼快?因為截面積與管徑的平方成正比,管徑一小,截面積就會小得多,使得相同的流量必須以更快的速度通過。