Công cụ này làm gì
Công cụ này ước tính lưu lượng thể tích của nước chảy ra từ một đầu ống vòi để mở, dựa trên lý thuyết lỗ xả Torricelli. Khi bạn nhập đường kính trong của ống, áp suất cấp (áp suất tương đối) và hệ số xả, công cụ sẽ trả về lưu lượng theo lít mỗi phút và gallon Mỹ mỗi phút, kèm theo vận tốc dòng ra và diện tích tiết diện cửa thoát. Đây là công cụ hữu ích khi lập kế hoạch tưới tiêu, ước lượng cho công tác chữa cháy, chọn công suất bơm hay tính thời gian xả nước bể bơi.
Cách sử dụng
Nhập đường kính trong của ống vòi theo milimét, áp suất cấp theo bar và hệ số xả (Cd). Lỗ có mép sắc cạnh có hệ số khoảng 0,62; vòi phun trơn và bo tròn đạt khoảng 0,8–0,98; còn đầu ống vòi tưới vườn thông thường nằm trong khoảng 0,6–0,8. Nhấn nút tính toán để xem lưu lượng ước tính.
Giải thích công thức
Lưu lượng được tính theo công thức $$Q = \text{C}_d \cdot A \cdot \sqrt{\frac{2\,P}{\rho}}$$ Trong đó, \(A\) là diện tích tiết diện ngang \(\pi \cdot d^2 / 4\) tính bằng mét vuông; \(P\) là áp suất quy đổi từ bar sang pascal (\(1\ \text{bar} = 100{.}000\ \text{Pa}\)); và \(\rho\) là khối lượng riêng của nước (\(1000\ \text{kg/m}^3\)). Phần căn bậc hai chính là vận tốc Torricelli lý tưởng, còn \(\text{C}_d\) phản ánh các tổn thất thực tế khi nước đi qua cửa thoát.
Ví dụ minh họa
Với ống vòi 13 mm ở áp suất 3 bar và Cd bằng 0,62: $$A = \frac{\pi \times 0{,}013^2}{4} = 1{,}32732\times10^{-4}\ \text{m}^2$$ $$v = \sqrt{\frac{2 \times 300000}{1000}} = 24{,}495\ \text{m/s}$$ $$Q = 0{,}62 \times 1{,}32732\times10^{-4} \times 24{,}495 = 2{,}0158\times10^{-3}\ \text{m}^3/\text{s}$$ tương đương khoảng 120,95 lít mỗi phút.
Câu hỏi thường gặp
Kết quả có chính xác tuyệt đối không? Không. Đây chỉ là con số ước tính lý tưởng. Trong thực tế, lưu lượng sẽ giảm do ma sát dọc theo chiều dài ống, các khớp nối và chênh lệch độ cao — những yếu tố mà mô hình lỗ xả đơn giản này bỏ qua.
Nên dùng áp suất nào? Hãy dùng áp suất tương đối (áp suất đồng hồ) đo được tại đầu ra của ống vòi. Áp suất nước máy thường vào khoảng 2–6 bar, nhưng sẽ giảm dần khi ống dài hơn hoặc hẹp hơn.
Vì sao Cd lại quan trọng đến vậy? \(\text{C}_d\) tỉ lệ thuận trực tiếp với kết quả, nên một vòi phun (\(\text{C}_d\) cao) sẽ cho lưu lượng lớn hơn nhiều so với một lỗ thoát sắc cạnh (\(\text{C}_d\) thấp) khi cùng áp suất và cùng đường kính.
