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Comment calculer la force des coups de bélier

Le coup de bélier est une onde de pression qui se passe quand un fluide est soudainement forcé de changer de direction. Il est un phénomène fréquent dans les tuyaux, quand un robinet est fermé rapidement. L'équation de marteau de l'eau utilise la pression d'entrée, la vitesse d'écoulement, les changements dans le temps et en amont longueur de tuyau pour calculer la variation de la pression. Le changement de pression peut être trouvée en utilisant le calcul 0,07 x V XL / t + P, où "V" est la vitesse du fluide, "l" est la longueur en amont de la conduite, "t" est le temps nécessaire pour fermer la soupape, et "P" est la pression initiale du fluide.

Choses que vous devez

  • Calculatrice
  • Un mètre à ruban
  • Chronomètre
  • Tube de Pitot
  • Manomètre Bourdon

Instructions

  1. Calculer ou mesurer la vitesse de fluide. Cette valeur doit être mesurée (ou converti) pieds par seconde. On peut calculer la vitesse de l'eau à l'aide d'un tube de Pitot, et en résolvant l'équation V = (2 x P xp) ^ (2.1), où "P" est la variation de pression mesurée par le tube de Pitot, "p" est la densité du fluide, et "V" est la vitesse du fluide. (Un tube de Pitot est un instrument utilisé pour mesurer la vitesse d'écoulement du fluide.)



  2. Mesurer la quantité de tuyau en amont du point que le robinet sera fermé, en pieds.




  3. Mesurez la pression d'entrée du fluide en livres par pouce carré. Cela peut être fait en utilisant une jauge de pression du type à piston, un peu comme une jauge de pression des pneus, si le tuyau est équipé d'une soupape de décharge. Un tuyau qui a une jauge Bourdon donnera également une mesure de la pression.

  4. Mesurer le temps qu'il faut pour que la soupape de fermer complètement, en quelques secondes.

  5. Résoudre pour la variation de pression en utilisant l'équation (0,07 x V xl / t) + P, où "V" est la vitesse du fluide, "l" est la longueur en amont de la conduite, "t" est le temps nécessaire pour fermer la soupape, et "P" est la pression initiale du fluide. Par exemple, l'eau voyage à travers un tuyau en PVC de 5 pieds à 60 psi et 5 pieds par seconde est arrêté en 0,5 secondes par une soupape de balle va provoquer un coup de bélier de (0,07 x 5 x 5) /0.5 + 60 = 63,5 psi.

Conseils & Avertissements

  • Vous pouvez également utiliser l'équation Joukowski en multipliant la densité du fluide par la vitesse du son dans le fluide par le changement de vitesse. Cela vous donnera le changement de pression.
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