تصرف الأنبوب

خطوات الاستخدام

الخطوة الأولى: إدخال قطر الأنبوب (D_p): قم بإدخال القطر الداخلي للأنبوب بوحدة القياس المناسبة (متر، سنتيمتر، أو بوصة). القطر هو المسافة عبر مركز الأنبوب، ويُستخدم لحساب مساحة المقطع العرضي (A) باستخدام قانون مساحة الدائرة: A = π × (D_p/2)^2. تأكد من استخدام نفس الوحدة لقياس القطر والسرعة للحصول على نتائج صحيحة.

الخطوة الثانية: إدخال سرعة التدفق (V_p): قم بإدخال متوسط سرعة المائع في الأنبوب بوحدة متر/ثانية (أو قدم/ثانية إذا كنت تستخدم الوحدات الأمريكية). السرعة تعتمد على معدل التدفق الحجمي ومساحة المقطع، ويمكن قياسها باستخدام مقياس السرعة أو حسابها من معدل التدفق والمعادلة V = Q/A.

الخطوة الثالثة: حساب مساحة المقطع العرضي: تقوم الحاسبة بحساب المساحة تلقائياً باستخدام القطر المُدخل. المعادلة: A = π × (D_p/2)^2. على سبيل المثال، إذا كان القطر 0.1 متر، فإن نصف القطر = 0.05 متر، والمساحة = π × (0.05)^2 ≈ 0.00785 م².

الأسئلة الشائعة

التدفق الحجمي (Q) هو حجم المائع المار في وحدة الزمن (م³/ث)، بينما التدفق الكتلي (ṁ) هو كتلة المائع المارة في وحدة الزمن (كغ/ث). العلاقة بينهما: ṁ = ρ × Q، حيث ρ هي كثافة المائع. في حالة السوائل مثل الماء، الكثافة ثابتة تقريباً (1000 كغ/م³) لذلك يمكن استخدام التدفق الحجمي مباشرة. أما في حالة الغازات، تتغير الكثافة مع الضغط ودرجة الحرارة، وبالتالي لا يكفي حساب التدفق الحجمي وحده. يجب عندها استخدام قوانين الغازات المثالية أو معادلات الحالة لتحويل التدفق الحجمي إلى كتلي. تطبيقات مثل تصميم خطوط الغاز الطبيعي أو أنظمة التكييف تحتاج إلى التدفق الكتلي لضمان نقل الطاقة الحرارية بشكل صحيح. الحاسبة الحالية تفترض كثافة ثابتة، لذا فهي مناسبة للسوائل غير القابلة للانضغاط.

هذه المعادلة البسيطة Q = A × V تفترض تدفقاً مثالياً دون احتكاك. في الواقع، تسبب الخشونة واللزوجة فقداناً في الضغط وتوزيعاً غير منتظم للسرعة عبر المقطع. في التدفق الصفحي (أرقام رينولدز أقل من 2000)، يكون توزيع السرعة قطع مكافئ (Parabolic) وأعظم سرعة في المركز ضعف السرعة المتوسطة. في التدفق المضطرب (أرقام رينولدز > 4000)، يكون المظهر الجانبي للسرعة أكثر استواءً، وتقترب السرعة القصوى من 1.2 مرة السرعة المتوسطة. تؤدي زيادة اللزوجة إلى ميل للتدفق الصفحي، بينما تزيد الخشونة من الاحتكاك وتقلل السرعة. لحسابات دقيقة، نستخدم معادلة دارسي-ويسباخ (Darcy-Weisbach) لحساب فقدان الضغط، ومعادلة كولبروك (Colebrook) لمعامل الاحتكاك. الحاسبة الحالية لا تأخذ هذه العوامل بعين الاعتبار، لذا يجب استخدامها فقط للتقديرات الأولية.

الوحدات الأكثر شيوعاً في النظام الدولي (SI): القطر بالمتر (m)، السرعة بالمتر/ثانية (m/s)، المساحة بالمتر المربع (m²)، ومعدل التدفق بالمتر المكعب/ثانية (m³/s). تحويلات مفيدة: 1 m³/s = 1000 لتر/ثانية = 60,000 لتر/دقيقة = 15,850 جالون أمريكي/دقيقة. في النظام الإمبراطوري: السرعة بالقدم/ثانية (ft/s)، القطر بالقدم أو البوصة، والتدفق بالقدم المكعب/ثانية (cfs) أو الجالون/دقيقة (gpm). عند استخدام البوصة، حولها إلى قدم: 1 بوصة = 1/12 قدم. مثال: أنبوب قطره 6 بوصات (0.5 قدم)، سرعة 3 ft/s، مساحة = π×(0.5/2)^2 = 0.19635 قدم²، تدفق = 0.19635×3 = 0.589 cfs، أي 0.589×448.831 ≈ 264.5 gpm (حيث 1 cfs ≈ 448.831 gpm). تأكد دائماً من توحيد الوحدات قبل إدخال القيم في الحاسبة.

رياضياً، يمكن استخدام المعادلة لأي مائع، لكن القيود الفيزيائية تجعلها غير دقيقة للغازات بسبب الانضغاطية. عند الضغوط المنخفضة والسرعات المنخفضة (أقل من 0.3 ماخ)، يمكن اعتبار الغاز غير قابل للانضغاط كتقريب مقبول. أما في التطبيقات العملية مثل خطوط البخار أو الغاز الطبيعي، يجب استخدام معادلات خاصة مثل معادلة برنولي المعدلة، مع مراعاة تغير الكثافة مع الضغط ودرجة الحرارة. نقوم بحساب التدفق الكتلي بدلاً من الحجمي، ونستخدم عوامل الانضغاط (Z-factor) للغازات الحقيقية. الحاسبة الحالية تفترض مائعاً غير قابل للانضغاط، لذا يفضل استخدامها للسوائل فقط، أو كتقدير تقريبي للغازات عند ظروف التشغيل العادية.

تصرف الأنبوب

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

حاسبات ذات صلة

1أنبوب مياه قطره 0.15 متر، يتدفق فيه الماء بسرعة 2.5 متر/ثانية. ما هو معدل التدفق باللتر في الدقيقة؟

2في نظام تدفئة مركزي، أنبوب نحاسي قطره 1.5 بوصة (حوالي 0.0381 متر)، يسري فيه ماء ساخن بسرعة 0.8 متر/ثانية. أحسب معدل التدفق بالجالون في الدقيقة (1 جالون ≈ 0.00378541 متر مكعب).

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة