Máy tính lưu lượng GPM là gì?
Công cụ này giúp bạn tính lưu lượng thể tích của dòng chảy qua một đường ống tròn theo đơn vị gallon mỗi phút (GPM), dựa vào vận tốc dòng chảy và đường kính trong của ống. Máy tính áp dụng nguyên lý quen thuộc: lưu lượng bằng vận tốc nhân với diện tích mặt cắt ngang của ống, sau đó đổi từ feet khối mỗi phút sang gallon Mỹ mỗi phút bằng hệ số 448,831. Lưu ý: GPM ở đây là gallon Mỹ — đơn vị phổ biến trong hệ đo lường Anh-Mỹ, khác với hệ mét (lít/phút, m³/giờ) thường dùng tại Việt Nam.
Cách sử dụng
Bạn chỉ cần nhập vận tốc dòng chảy theo feet trên giây (ft/s) và đường kính trong của ống theo inch. Máy tính sẽ tự động đổi đường kính sang feet, tính diện tích mặt cắt ngang hình tròn, rồi trả về lưu lượng theo GPM kèm theo diện tích đã dùng để tính toán.
Giải thích công thức
Công thức cốt lõi là $$\text{GPM} = V \times A \times 448{,}831$$ trong đó \(V\) là vận tốc tính bằng ft/s và \(A\) là diện tích mặt cắt của ống tính bằng feet vuông. Diện tích được tính theo \(A = \pi \times r^{2}\), với \(r\) là bán kính trong tính bằng feet. Vì đường kính nhập vào theo inch nên cần chia cho 12 để đổi sang feet trước khi chia đôi lấy bán kính. Hằng số 448,831 dùng để quy đổi feet khối mỗi phút (ft³/phút) sang gallon Mỹ mỗi phút, bởi 1 ft³ = 7,48052 gallon và mỗi phút có 60 giây (\(7{,}48052 \times 60 = 448{,}831\)).
Ví dụ minh họa
Giả sử nước chảy với vận tốc 5 ft/s qua một đường ống có đường kính trong 2 inch. Bán kính là \((2 \div 12) \div 2 = 0{,}08333\) ft, do đó diện tích là $$\pi \times 0{,}08333^{2} \approx 0{,}021817 \text{ ft}^{2}$$ Khi đó $$\text{GPM} = 5 \times 0{,}021817 \times 448{,}831 \approx 48{,}96 \text{ gallon mỗi phút}$$
Câu hỏi thường gặp
Có dùng được cho mọi loại chất lỏng không? Có. Phép tính dựa trên hình học nên không phụ thuộc vào loại chất lỏng; nó chỉ liên quan đến vận tốc và kích thước ống, không phụ thuộc khối lượng riêng hay độ nhớt của chất lỏng.
Dùng đường kính trong hay đường kính ngoài? Hãy dùng đường kính trong (đường kính nội) của ống, vì đó mới là không gian dòng chảy thực sự đi qua. Kích thước ống danh nghĩa có thể khác với đường kính trong thực tế.
GPM ở đây là đơn vị nào? Kết quả tính theo gallon Mỹ mỗi phút. Nếu bạn muốn quy ra gallon Anh (Imperial), hãy nhân kết quả với khoảng 0,8327. Để đổi sang đơn vị hệ mét quen thuộc, 1 GPM ≈ 3,785 lít/phút.
