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输入计算

数学公式

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结果

估算水流量
1,666.08
升每分钟(L/min)
流量(m³/s) 0.027768
流量(m³/h) 99.96
流速(m/s) 14.142
管道横截面积(m²) 0.001963

这个计算器有什么用

这款工具可以根据驱动压力和管道内径,估算从管道中流出的水(或其他流体)的体积流量。它基于理想化的伯努利/托里拆利关系,把压力能转换为动能来推算出口流速,再乘以管道横截面积,从而得到流量。

使用方法

依次填入表压(单位:帕斯卡 Pa)、管道内径(单位:毫米 mm)和流体密度(单位:千克每立方米 kg/m³)。常温下的水密度约为 1000 kg/m³。计算器会给出以升每分钟、立方米每秒和立方米每小时表示的流量,同时还会显示流速和管道横截面积。

公式解析

出口流速由压力能等于动能推导而来:\(v = \sqrt{2P/\rho}\)。圆形管道的横截面积为 \(A = \pi D^{2}/4\)。流速乘以面积即可得到体积流量

$$Q = A \cdot \sqrt{\frac{2P}{\rho}}$$

需要注意,这是一个理想结果——它忽略了沿程摩擦损失、管件阻力、黏性以及流量系数,因此实际流量通常会更低。

Circle representing pipe cross-sectional area with diameter D and area formula relationship
The cross-sectional area A depends on the inner diameter D.
Cross-section of a pipe showing pressure pushing water through a circular area of diameter D, with flow exiting as a velocity arrow
Pressure P drives water through the pipe's circular cross-section (area A = πD²/4), producing flow velocity and rate Q.

实例演算

设 \(P = 100{,}000\ \text{Pa}\),\(D = 50\ \text{mm}\),\(\rho = 1000\ \text{kg/m}^3\):横截面积

$$A = \frac{\pi \cdot (0.05)^{2}}{4} = 0.0019635\ \text{m}^2$$

流速

$$v = \sqrt{\frac{2 \cdot 100000}{1000}} = \sqrt{200} \approx 14.142\ \text{m/s}$$

于是

$$Q = 0.0019635 \times 14.142 \approx 0.02777\ \text{m}^3\text{/s}$$

约合 1,666 L/min。

常见问题

结果准确吗?并不精确。这是假设无摩擦、无黏性流动下的理论上限。若要用于实际估算,应乘以流量系数(通常取 0.6–0.9)。

应该填哪个压力?填入驱动水流的压力(即表压)。1 bar = 100,000 Pa;1 psi ≈ 6,895 Pa。

可以用于其他流体吗?可以——只需填入该流体的密度即可,物理原理完全相同。

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