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technologie question #3541



Richard (Genre: mâle, Àge: 22 années) de Halifax, N.S. sur 21 juillet, 2006 demande:

Q:

Comment est-ce que vous calculez le taux d'écoulement d'eau (volume/sec) basé sur la pression de l'eau et trouez ou sifflez la taille ? Et est-elle identique basée sur la pression de l'eau créée par gravitation (tour livre par pouce carré de l'eau) et la pression créée par compression comme un trou dans le fond d'un bateau qui est 30ft sous-marins (livre par pouce carré sous-marine) ?

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la réponse

John Jones répondu le 25 juillet, 2006, R:

Répondre à la deuxième question d'abord, oui, là est seulement un genre de pression. « Livres par pouce carré sous-marines » et la « tour livre par pouce carré de l'eau » sont toutes deux créés par gravitation. Nous pouvons calculer le débit en utilisant la loi de newton deuxièmes :
force = masse * accélération,
Supposer que nous avons un trou du secteur A, et la différence de pression à travers le trou est P. Alors une force AP agit sur l'eau au trou.

Supposer les écoulements d'eau par le trou à un taux u m/s. Alors dans une seconde, un uAd de masse traverse le trou, où d est la densité de l'eau dans kg/m^3. Cette masse a été accélérée du repos à une vitesse u dans une seconde, ainsi elle a subi une accélération u m/s^2. Ainsi de la loi de newton deuxièmes,

AP = u^2 A d

Ainsi u = square_root_of (p/d), et si vous voulez le débit liquide comme volume/sec, il est

Q = A * square_root_of (p/d)

Cette analyse omet quelques choses -- par exemple, elle ne tient aucun compte de la forme du trou, ou comment profondément le mur entourant le trou est. Ces choses sont habituellement incluses dans un facteur numérique de « K », un nombre près de l'unité qui peut être recherchée.

Si au lieu d'un trou court vous avez une longue pipe, vous devriez calculer le frottement de pipe et soustraire la force de friction de la force due à la pression. Le frottement produit une réduction efficace de la pression de

Delta p = dfLu^2/2D

là où L est la longueur de pipe, D son diamètre, et f le facteur de frottement, qui dépend du débit et de la rugosité de la surface intérieure de la pipe d'une manière plutôt compliquée, a habituellement récapitulé par un diagramme déprimé.

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