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輸入計算

數學公式

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結果

估算流量
45.77
每分鐘加侖數(GPM)
壓力 40 PSI
孔口直徑 0.5 in
流量係數 0.97

什麼是 PSI 轉 GPM 計算機?

這款計算機可依據上游壓力(以磅每平方英寸 PSI 表示)、孔口直徑以及流量係數,估算水通過圓形孔口的體積流量,單位為每分鐘加侖數(GPM)。在消防、灌溉、配管與水力系統設計領域中,它被廣泛用來預測當壓力推動水流通過噴嘴或孔洞時,究竟能輸出多少水量。請留意,PSI 與 GPM(加侖)皆為美制單位,台灣與多數華語地區慣用公制(巴、公升/分鐘),使用時需注意單位換算。

使用方式

請輸入三項數值:水壓(PSI)、孔口直徑(英寸),以及流量係數(Cd)。流量係數用來反映孔口處的能量損失與流束收縮——平滑、圓潤的噴嘴約為 0.97~0.99,而銳邊孔口則接近 0.62。輸入後點選計算,即可得到估算的流量。

公式說明

標準的孔口流量方程式為:

$$\text{GPM} = 29.84 \times \text{C}_d \times d^2 \times \sqrt{\text{PSI}}$$

其中 29.84 是一個單位常數,整合了重力、流體密度以及美制單位的換算係數;\(\text{C}_d\) 為無因次的流量係數;\(d\) 為孔口直徑(英寸);PSI 則是壓差。流量與直徑的平方成正比,與壓力的平方根成正比——因此壓力加倍,流量僅提升約 41%,但直徑加倍,流量卻會變成四倍。

管道橫截面圖,顯示內部壓力以及水從直徑為 d 的孔口流出
管內壓力將水從直徑為 d 的孔口推出,從而產生流量。

實例演算

假設水以 40 PSI 通過直徑 0.5 英寸的孔口,流量係數為 0.97,則 $$\text{GPM} = 29.84 \times 0.97 \times 0.5^2 \times \sqrt{40} = 29.84 \times 0.97 \times 0.25 \times 6.3246 \approx 45.76 \text{ GPM}$$

常見問題

該選用多少流量係數?平滑噴嘴約用 0.97,一般短管約 0.80,銳邊孔口則約 0.62。

這個公式適用於任何液體嗎?常數 29.84 是以標準狀態下的水為前提。對於其他流體,由於密度與黏度不同,結果僅供概略參考。

為什麼流量與壓力的平方根成正比?根據白努利原理,壓力會轉換為流速,而流速與壓力水頭的平方根成正比。

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