Công Cụ Này Làm Gì
Công cụ này tính vận tốc dòng chảy trung bình của chất lỏng di chuyển qua một ống tròn khi bạn biết lưu lượng thể tích tính bằng gallon Mỹ trên phút (GPM) và đường kính trong của ống tính bằng inch. Đây là các đơn vị đo theo hệ Mỹ (gallon Mỹ, inch, ft/s) thường gặp trong tài liệu kỹ thuật quốc tế; ở Việt Nam hệ mét (lít/phút, mm, m/s) phổ biến hơn, nhưng kết quả vẫn quy đổi tương đương. Vận tốc rất quan trọng khi chọn kích thước ống, tránh hiện tượng xói mòn hay búa nước (water hammer), và kiểm tra xem hệ thống có nằm trong giới hạn tốc độ khuyến nghị hay không (thường là 5–8 ft/s đối với nước).
Cách Sử Dụng
Nhập lưu lượng theo GPM và đường kính trong của ống theo inch, sau đó xem kết quả vận tốc tính bằng feet trên giây (kèm giá trị quy đổi sang m/s theo hệ mét). Hãy dùng đường kính trong thực tế, không phải kích thước danh nghĩa của ống, để có kết quả chính xác.
Giải Thích Công Thức
Vận tốc bằng lưu lượng chia cho diện tích mặt cắt ngang: $$V = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi}{4} \cdot D^{2}}$$ Để các đơn vị nhất quán, GPM được quy đổi sang feet khối trên giây (1 gallon = 0,13368 ft³, chia cho 60 giây), còn đường kính được đổi từ inch sang feet (÷12). Diện tích hình tròn là \(\frac{\pi}{4} \cdot D^{2}\). Lấy lưu lượng chia cho diện tích sẽ ra vận tốc theo ft/s.
Ví Dụ Minh Họa
Với 50 GPM trong ống đường kính 2 inch: $$Q = 50 \times \frac{0{,}13368}{60} = 0{,}11140 \ \text{ft}^3/\text{s}$$ Đường kính = \(2/12 = 0{,}16667\) ft, nên diện tích = $$A = \frac{\pi}{4} \times 0{,}16667^{2} = 0{,}021817 \ \text{ft}^2$$ Vận tốc = $$V = \frac{0{,}11140}{0{,}021817} \approx 5{,}11 \ \text{ft/s}$$ (khoảng 1,56 m/s).
Câu Hỏi Thường Gặp
Nên dùng đường kính danh nghĩa hay đường kính thực tế? Luôn dùng đường kính trong thực tế, vốn nhỏ hơn kích thước danh nghĩa ở hầu hết các loại ống theo tiêu chuẩn.
Vận tốc bao nhiêu là quá cao? Đối với nước, nên giữ vận tốc dưới khoảng 5–8 ft/s trên các đường ống cấp để hạn chế tiếng ồn, xói mòn và tổn thất áp suất.
Công thức này dùng được cho mọi chất lỏng không? Có — vận tốc chỉ phụ thuộc vào lưu lượng và diện tích, nên công thức áp dụng được cho mọi chất lỏng, dù mức tổn thất áp suất sẽ khác nhau tùy độ nhớt.
