管道流量的计算需根据已知条件选择合适方法,主要分为以下两种情况:
当已知管道内流体流速(m/s)和横截面积(m²)时,可直接使用公式:
$$
Q = A times V
$$
其中:
$Q$ 为流量(m³/s)
$A = pi times (R^2)$($R$ 为半径)
$V$ 为流速
示例 :Φ110mm管材,流速1m/s,截面积 $A = 3.14 times (0.11m)^2 = 0.038466m^2$,流量 $Q = 0.038466 times 1 = 0.038466m^3/s$。
当已知管道两端压力差(Pa)、管径(mm)及水头损失参数时,需通过以下步骤计算:
计算水力半径
$$
R = frac{d}{4}
$$
($d$ 为内径)
确定谢才系数
根据管道材质和粗糙度(如钢管 $n=0.010$,塑料管 $n=0.009$)查表。
应用弗朗西斯公式
$$
Q = frac{1}{n} times A times sqrt{2gRsL}
$$
($g$ 为重力加速度,$L$ 为管长)。
示例 :DN50管,压力差100kPa,管长100m,流速1m/s,通过上述公式可计算出流量。
流速与压力的关系 :流速与压力无直接关联,需通过阻流件(如孔板)或水头损失参数间接计算。
单位换算 :流量常用 $m^3/h$,需注意单位一致性(如流速 $m/s$ 转换为 $m^3/h$)。
以上方法适用于不同场景,实际应用中需结合具体条件选择合适公式。