Kalkulator przepływu wody w rurze online

O obliczaniu przepływu wody w rurze

Kalkulator przepływu wody w rurze służy do określania objętościowego i masowego natężenia przepływu cieczy na podstawie geometrii przekroju oraz prędkości strumienia. Obliczenia stosuje się przy projektowaniu rurociągów, doborze pomp, analizie przepustowości oraz weryfikacji trybów pracy instalacji wodociągowych i grzewczych.

Wszystkie wartości końcowe wynikają bezpośrednio z geometrii kanału oraz właściwości kinematycznych strumienia.

Etapy obliczeń

1. Obliczanie pola przekroju czynnego

Pole przekroju strumienia $A$ określa się w zależności od wybranego sposobu podania geometrii.

Dla rury okrągłej według średnicy wewnętrznej $d$:

Średnicę wewnętrzną $d$ przelicza się z milimetrów na metry ($d = d_{\text{mm}} / 1000$). Jeśli pole przekroju podano bezpośrednio w mm², przelicza się je na m² poprzez podział przez 1 000 000.

2. Obliczanie przepływu objętościowego

Przepływ objętościowy $Q$ określa objętość cieczy przepływającej przez przekrój w jednostce czasu i jest obliczany jako iloczyn pola przekroju i średniej prędkości strumienia $v$:

Gdzie $A$ to pole przekroju w m², $v$ to prędkość strumienia w m/s, a $Q$ uzyskuje się w m³/s.

3. Przeliczanie przepływu objętościowego na jednostki praktyczne

Dla wygody obliczeń inżynieryjnych bazowa wartość przepływu $Q$ w m³/s jest przeliczana na inne jednostki:

Przepływ objętościowy w litrach na sekundę:

Przepływ objętościowy w litrach na minutę:

Przepływ objętościowy w metrach sześciennych na godzinę:

4. Obliczanie przepływu masowego

Przepływ masowy $\dot{m}$ określa masę cieczy przepływającej przez przekrój w jednostce czasu i zależy od gęstości cieczy $\rho$:

Gdzie $\rho$ to gęstość cieczy w kg/m³ (dla wody przy 20 °C przyjmuje się zazwyczaj $\rho \approx 998$ kg/m³), $Q$ to przepływ objętościowy w m³/s, $\dot{m}$ to przepływ masowy w kg/s.

Przepływ masowy w ujęciu godzinnym oblicza się według wzoru:

Wartość ta jest wykorzystywana w obliczeniach ciepłowniczych kotłów i wymienników ciepła.

Czym różni się obliczanie według średnicy od obliczania według pola przekroju?

Przy obliczaniu według średnicy pole przekroju jest określane automatycznie na podstawie wzoru geometrycznego dla okrągłego przelotu. Obliczanie według pola przekroju jest wygodne, jeśli przekrój jest znany wcześniej, ma kształt nieokrągły (kanały prostokątne) lub został pobrany bezpośrednio z karty technicznej urządzenia.

Dlaczego przepływ oblicza się jako iloczyn pola przekroju i prędkości?

Przepływ objętościowy pokazuje, jaka objętość cieczy przepływa przez przekrój czynny w jednostce czasu. Przy ustalonym przepływie jest on równy polu przekroju pomnożonemu przez średnią prędkość ruchu cieczy: $Q = A \cdot v$.

Dlaczego gęstość cieczy jest potrzebna?

Gęstość służy do przejścia z przepływu objętościowego na masowy: $\dot{m} = \rho \cdot Q$. Jest to niezbędne do obliczeń wymiany ciepła, obciążenia kotłów i bilansu masy w systemie.

Jak dokładne są te obliczenia dla rzeczywistych rurociągów?

Obliczenie daje dokładną wartość przepływu przy znanej średniej prędkości strumienia. Straty ciśnienia, turbulencje i chropowatość ścianek nie są uwzględniane w tym podstawowym modelu kinematycznym i są analizowane osobno podczas szczegółowych obliczeń hydraulicznych.