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En los sistemas de tuberías, A menudo encontramos parámetros como la tasa de flujo, velocidad de flujo, y diámetro de la tubería. Estos datos son muy importantes; Están interconectados y juegan un papel clave en la evaluación de la estabilidad y el rendimiento de todo el sistema de tuberías.
Si en la ingeniería municipal, industria, o riego, Los sistemas de tuberías son ampliamente utilizados. Estas tuberías se usan generalmente para transportar agua. Al seleccionar tuberías o durante la construcción de sistemas de tuberías, Los ingenieros deben comprender los parámetros como el caudal, velocidad de flujo, y diámetro de la tubería, para que las tuberías más adecuadas puedan coincidir para el proyecto.
El autor cree que comprender la relación entre la velocidad de flujo, velocidad de flujo, y el diámetro de la tubería es muy importante. Por lo tanto, Este artículo proporcionará una explicación detallada de cuatro aspectos.: los significados de los tres parámetros, sus fórmulas de cálculo, las relaciones entre ellos, y una tabla de comparación.
Los significados del caudal, Velocidad de flujo, y diámetro de la tubería
En un sistema de tuberías, El caudal se refiere al volumen de agua que pasa a través de la sección transversal de la tubería dentro de un cierto período de tiempo, y puede ser representado por «.» Sus unidades comunes incluyen medidores cúbicos por segundo (m³/s), metros cúbicos por hora (m³/h), litros por segundo (L/S), litros por hora (L/H), etcétera.
En un sistema de tuberías, La velocidad del flujo se refiere a la velocidad a la que fluye el agua dentro de la tubería, y puede ser representado por «V.» Su unidad común es metros por segundo (EM).
En un sistema de tuberías, El diámetro de la tubería se refiere al diámetro interno de la tubería, y puede ser representado por «D.» Sus unidades comunes incluyen milímetros (milímetros) y metros (metro).
Fórmulas de cálculo de caudal, Velocidad de flujo, y diámetro de la tubería
Hay una relación entre el caudal, velocidad de flujo, y diámetro de la tubería. Se pueden calcular utilizando tres conjuntos de fórmulas. Próximo, Siga de cerca mi razonamiento mientras derivamos estas tres fórmulas paso a paso.
Primero, aclaremos los símbolos de letras relacionadas. El proceso de cálculo se expresará utilizando estos símbolos. Los símbolos son los siguientes:
- Caudal: Q
- Velocidad de flujo: V
- Diámetro de la tubería: D
- Área transversal de tuberías: S
Entonces, Cabe señalar que debido a que la gran mayoría de las tuberías son circulares, La siguiente derivación se aplica principalmente a las tuberías circulares. Nuestra dirección de derivación es: Para derivar la fórmula de cálculo para la velocidad de flujo basada en la velocidad de flujo conocida y el diámetro de la tubería.
Paso 1: Calcule el área de la sección transversal de la tubería
El área transversal de la tubería es esencialmente el área de un círculo, y el diámetro de la tubería es el diámetro de ese círculo. Por lo tanto, sabiendo D, El área del círculo es fácil de calcular. La fórmula es: S = πd²/4
Paso 2: Calcule el caudal en la tubería
Desde el paso 1, Ya sabemos el área de sección transversal de la tubería, y también conocemos la velocidad del flujo. Por lo tanto, El caudal es fácil de calcular. La fórmula es: Q = SV, o Q = vπd²/4
Finalmente, Usando la fórmula de caudal derivada en paso 2, También podemos derivar las fórmulas de cálculo para la velocidad del flujo y el diámetro de la tubería. Estas tres fórmulas se muestran a continuación.
Q = π d² v / 4
V = 4Q / d²
D = √(4Q / π V)
Por supuesto, También se pueden expresar utilizando fórmulas matemáticas más profesionales：
La relación entre el caudal, Velocidad de flujo, y diámetro de la tubería
A través de las tres fórmulas derivamos arriba, Podemos ver claramente la relación mutua entre el caudal., velocidad de flujo, y diámetro de la tubería. El resumen es el siguiente:
1.Cuando la velocidad del flujo es constante, El caudal es proporcional al cuadrado del diámetro de la tubería.
2.Cuando el diámetro de la tubería es constante, La velocidad del flujo es proporcional a la velocidad de flujo.
3.Cuando el caudal es constante, La velocidad del flujo es proporcional al cuadrado del diámetro de la tubería.
Tabla de comparación de referencia
De lo anterior, Ya hemos sabido las fórmulas de cálculo entre la velocidad de flujo, velocidad de flujo, y diámetro de la tubería. Deberíamos poder usar hábilmente estas fórmulas para calcular los valores que queremos. Sin embargo, Es innegable que el proceso de cálculo es relativamente complejo, y cuando las unidades de los tres parámetros no son consistentes, También necesitamos realizar conversiones de unidades.
Por lo tanto, Para mejorar la eficiencia, Te proporciono una tabla de comparación de referencia. Esta tabla enumera los parámetros más utilizados relacionados con la velocidad de flujo, caudal, y diámetro de la tubería en los sistemas de tuberías para su referencia.
Tenga en cuenta que en esta tabla, La unidad para el diámetro de la tubería es "MM", La unidad para la velocidad de flujo es "m³/h"Y la unidad para la velocidad de flujo es"EM". (En la mesa, Los parámetros para la velocidad del flujo y el diámetro de la tubería incluyen unidades, mientras que el caudal no. Esto es para ayudar a garantizar que no los confunda.)
| Tasa de flujo, Velocidad de flujo, Tabla de comparación de diámetro de la tubería | ||||||||||||||
| Diámetro(milímetros) | Velocidad de flujo(EM) | |||||||||||||
| 0.4EM | 0.6EM | 0.8EM | 1EM | 1.2EM | 1.4EM | 1.6EM | 1.8EM | 2EM | 2.2EM | 2.4EM | 2.6EM | 2.8EM | 3EM | |
| 20milímetros | 0.5 | 0.7 | 0.9 | 1.1 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2 | 2.3 | 2.5 | 2.7 | 2.9 | 3.2 | 3.4 |
| 25milímetros | 0.7 | 1.1 | 1.4 | 1.8 | 2.1 | 2.5 | 2.8 | 3.2 | 3.5 | 3.9 | 4.2 | 4.6 | 4.9 | 5.3 |
| 32milímetros | 1.2 | 1.7 | 2.3 | 2.9 | 3.5 | 4.1 | 4.6 | 5.2 | 5.8 | 6.4 | 6.9 | 7.5 | 8.1 | 8.7 |
| 40milímetros | 1.8 | 2.7 | 3.6 | 4.5 | 5.4 | 6.3 | 7.2 | 8.1 | 9 | 10 | 10.9 | 11.8 | 12.7 | 13.6 |
| 50milímetros | 2.8 | 4.2 | 5.7 | 7.1 | 8.5 | 9.9 | 11.3 | 12.7 | 14.1 | 15.6 | 17 | 18.4 | 19.8 | 21.2 |
| 65milímetros | 4.8 | 7.2 | 9.6 | 11.9 | 14.3 | 16.7 | 19.1 | 21.5 | 23.9 | 26.3 | 28.7 | 31.1 | 33.4 | 35.8 |
| 80milímetros | 7.2 | 10.9 | 14.5 | 18.1 | 21.7 | 25.3 | 29 | 32.6 | 36.2 | 39.8 | 43.4 | 47 | 50.7 | 54.3 |
| 100milímetros | 11.3 | 17 | 22.6 | 28.3 | 33.9 | 39.6 | 45.2 | 50.9 | 56.5 | 62.2 | 67.9 | 73.5 | 79.2 | 84.8 |
| 125milímetros | 17.7 | 26.5 | 35.3 | 44.2 | 53 | 61.9 | 70.7 | 79.5 | 88.4 | 97.2 | 106 | 114.9 | 123.7 | 132.5 |
| 150milímetros | 25.4 | 38.2 | 50.9 | 63.6 | 76.3 | 89.1 | 101.8 | 114.5 | 127.2 | 140 | 152.7 | 165.4 | 178.1 | 190.9 |
| 200milímetros | 45.2 | 67.9 | 90.5 | 113.1 | 135.7 | 158.3 | 181 | 203.6 | 226.2 | 248.8 | 271.4 | 294.1 | 316.7 | 339.3 |
| 250milímetros | 70.7 | 106 | 141.4 | 176.7 | 212.1 | 247.4 | 282.7 | 318.1 | 353.4 | 388.8 | 424.1 | 459.5 | 494.8 | 530.1 |
| 300milímetros | 101.8 | 152.7 | 203.6 | 254.5 | 305.4 | 356.3 | 407.1 | 458 | 508.9 | 559.8 | 610.7 | 661.6 | 712.5 | 763.4 |
| 350milímetros | 138.5 | 207.8 | 277.1 | 346.4 | 415.6 | 484.9 | 554.2 | 623.4 | 692.7 | 762 | 831.3 | 900.5 | 969.8 | 1039.1 |
| 400milímetros | 181 | 271.4 | 361.9 | 452.4 | 542.9 | 633.3 | 723.8 | 814.3 | 904.8 | 995.3 | 1085.7 | 1176.2 | 1266.7 | 1357.2 |
| 450milímetros | 229 | 343.5 | 458 | 572.6 | 687.1 | 801.6 | 916.1 | 1030.6 | 1145.1 | 1259.6 | 1374.1 | 1488.6 | 1603.2 | 1717.7 |
Conclusión
A través de esta publicación, Ahora debe comprender claramente las fórmulas de relación y cálculo entre el caudal., velocidad de flujo, y diámetro de la tubería. Espero que el contenido de este artículo te sea útil.
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Autor: Miguel
Editor: Miguel
Revisor de contenido: Miguel
