Vypočítejte průtok kapaliny v galonech za minutu (GPM) na základě průměru trubky a rychlosti toku. Nezbytné pro návrh instalatérství, zavlažování a hydraulických systémů.
Vypočítejte průtok v galonech za minutu na základě průměru trubky a rychlosti toku.
Průtok se vypočítává pomocí vzorce:
GPM = 2.448 × (diameter)² × velocity
Kalkulátor průtoku v galonech za minutu (GPM) je nezbytným nástrojem pro určení objemu kapaliny protékající trubkou za jednotku času. Tento kalkulátor poskytuje jednoduchou metodu pro výpočet průtoků na základě průměru trubky a rychlosti kapaliny. Ať už jste instalatér, který dimenzuje vodovodní systém v domácnosti, inženýr navrhující průmyslové potrubí, nebo majitel domu, který řeší problémy s průtokem vody, pochopení GPM je zásadní pro zajištění efektivních a účinných systémů transportu kapalin. Náš kalkulátor tento proces zjednodušuje tím, že aplikuje standardní vzorec pro průtok, aby poskytl přesné měření GPM s minimálními požadavky na vstup.
GPM, neboli galony za minutu, je standardní jednotka měření průtoku kapaliny ve Spojených státech a některých dalších zemích, které používají imperiální měřicí systém. Reprezentuje objem kapaliny (v galonech), který projde daným bodem v systému během jedné minuty. Toto měření je kritické pro:
Pochopení GPM vašeho systému je zásadní pro zajištění, že voda nebo jiné kapaliny jsou dodávány v odpovídajícím tempu pro jejich zamýšlené použití, ať už jde o zásobování domácnosti, zavlažování pole nebo chlazení průmyslového zařízení.
Průtok v galonech za minutu lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
Kde:
Tento vzorec je odvozen z základní rovnice průtoku:
Kde:
Pro kruhovou trubku je plocha:
Abychom to převedli na galony za minutu, když je průměr v palcích a rychlost v stopách za sekundu:
Zjednodušením:
To nám dává naši konstantu 2.448, která zahrnuje všechny konverzní faktory potřebné k vyjádření výsledku v galonech za minutu.
Používání našeho kalkulátoru průtoku v galonech za minutu je jednoduché a přehledné:
Zadejte průměr trubky: Zadejte vnitřní průměr vaší trubky v palcích. Toto je skutečný vnitřní průměr, kterým kapalina protéká, nikoli vnější průměr trubky.
Zadejte rychlost průtoku: Zadejte rychlost kapaliny v stopách za sekundu. Pokud neznáte rychlost, ale máte jiné měření, podívejte se do naší sekce FAQ pro alternativní metody výpočtu.
Klikněte na Vypočítat: Kalkulátor automaticky zpracuje vaše vstupy a zobrazí průtok v galonech za minutu.
Zkontrolujte výsledky: Vypočítané GPM bude zobrazeno spolu s vizuálním znázorněním průtoku pro lepší pochopení.
Kopírujte nebo sdílejte výsledky: Můžete snadno zkopírovat výsledky pro vaše záznamy nebo je sdílet s kolegy.
Pojďme projít příkladem výpočtu:
Použitím vzorce: GPM = 2.448 × D² × V GPM = 2.448 × 2² × 5 GPM = 2.448 × 4 × 5 GPM = 48.96
Proto je průtok přibližně 48.96 galonů za minutu.
Kalkulátor GPM má nespočet praktických aplikací v různých odvětvích a scénářích:
Krajinný architekt navrhuje zavlažovací systém pro komerční nemovitost. Hlavní přívodní potrubí má průměr 1,5 palce a voda protéká rychlostí 4 stopy za sekundu. Použitím kalkulátoru GPM:
GPM = 2.448 × 1.5² × 4 GPM = 2.448 × 2.25 × 4 GPM = 22.03
S přibližně 22 GPM k dispozici může architekt nyní určit, kolik zavlažovacích zón může fungovat současně, a vybrat vhodné trysky na základě jejich individuálních požadavků na průtok.
Zatímco náš kalkulátor používá průměr trubky a rychlost, existují i jiné způsoby, jak měřit nebo odhadovat průtok:
Přímé měření pomocí průtokoměrů je nejpřesnější metodou. Typy zahrnují:
Pro menší systémy:
Použití měření tlaku a charakteristik trubky k odhadu průtoku pomocí rovnic Hazen-Williams nebo Darcy-Weisbach.
Měření průtoku kapalin se v průběhu lidské historie výrazně vyvinulo:
Starověké civilizace vyvinuly primitivní metody pro měření průtoku vody pro zavlažování a vodovodní distribuční systémy:
Jednotka galony za minutu (GPM) se stala standardizovanou ve Spojených státech, když se vyvinuly vodovodní systémy a vyžadovaly konzistentní metody měření:
Dnes zůstává GPM standardním měřením průtoků v americkém instalatérství, zavlažování a mnoha průmyslových aplikacích, zatímco většina světa používá litry za minutu (LPM) nebo krychlové metry za hodinu (m³/h).
GPM (galony za minutu) měří objem vody protékající trubkou za minutu, zatímco tlak vody (obvykle měřený v PSI - libry na čtvereční palec) ukazuje sílu, s níž je voda tlačena trubkou. Ačkoli jsou propojené, jedná se o různé měření. Systém může mít vysoký tlak, ale nízký průtok (například při díře ve tvaru pinhole), nebo vysoký průtok s relativně nízkým tlakem (například při široce otevřené řece).
Běžné převody zahrnují:
Typická rezidenční domácnost vyžaduje přibližně:
Specifická zařízení mají své vlastní požadavky:
Materiál trubky ovlivňuje průtok svou vnitřní drsností:
Nedostatečně dimenzované trubky mohou způsobit několik problémů:
Můžete odhadnout rychlost průtoku pomocí těchto metod:
Ano, teplota vody ovlivňuje hustotu a viskozitu, což může mít dopad na charakteristiky průtoku:
Vzorec GPM (2.448 × D² × V) je přesný pro:
Přesnost může být snížena:
Tento kalkulátor je kalibrován pro vodu. Pro jiné kapaliny:
Doporučené rychlosti průtoku se liší podle aplikace:
Rychlosti, které jsou příliš vysoké, mohou způsobit:
Zde jsou příklady, jak vypočítat GPM v různých programovacích jazycích:
1' Excel vzorec pro výpočet GPM
2=2.448*B2^2*C2
3
4' Excel VBA funkce
5Function CalculateGPM(diameter As Double, velocity As Double) As Double
6 If diameter <= 0 Then
7 CalculateGPM = CVErr(xlErrValue)
8 ElseIf velocity < 0 Then
9 CalculateGPM = CVErr(xlErrValue)
10 Else
11 CalculateGPM = 2.448 * diameter ^ 2 * velocity
12 End If
13End Function
141def calculate_gpm(diameter_inches, velocity_ft_per_sec):
2 """
3 Vypočítat průtok v galonech za minutu (GPM)
4
5 Args:
6 diameter_inches: Vnitřní průměr trubky v palcích
7 velocity_ft_per_sec: Rychlost průtoku v stopách za sekundu
8
9 Returns:
10 Průtok v galonech za minutu
11 """
12 if diameter_inches <= 0:
13 raise ValueError("Průměr musí být větší než nula")
14 if velocity_ft_per_sec < 0:
15 raise ValueError("Rychlost nemůže být záporná")
16
17 gpm = 2.448 * (diameter_inches ** 2) * velocity_ft_per_sec
18 return round(gpm, 2)
19
20# Příklad použití
21try:
22 pipe_diameter = 2.0 # palce
23 flow_velocity = 5.0 # stopy za sekundu
24 flow_rate = calculate_gpm(pipe_diameter, flow_velocity)
25 print(f"Průtok: {flow_rate} GPM")
26except ValueError as e:
27 print(f"Chyba: {e}")
281/**
2 * Vypočítat průtok v galonech za minutu (GPM)
3 * @param {number} diameterInches - Vnitřní průměr trubky v palcích
4 * @param {number} velocityFtPerSec - Rychlost průtoku v stopách za sekundu
5 * @returns {number} Průtok v galonech za minutu
6 */
7function calculateGPM(diameterInches, velocityFtPerSec) {
8 if (diameterInches <= 0) {
9 throw new Error("Průměr musí být větší než nula");
10 }
11 if (velocityFtPerSec < 0) {
12 throw new Error("Rychlost nemůže být záporná");
13 }
14
15 const gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
16 return parseFloat(gpm.toFixed(2));
17}
18
19// Příklad použití
20try {
21 const pipeDiameter = 2.0; // palce
22 const flowVelocity = 5.0; // stopy za sekundu
23 const flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
24 console.log(`Průtok: ${flowRate} GPM`);
25} catch (error) {
26 console.error(`Chyba: ${error.message}`);
27}
281/**
2 * Utility class for calculating flow rates
3 */
4public class FlowCalculator {
5
6 /**
7 * Vypočítat průtok v galonech za minutu (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Vnitřní průměr trubky v palcích
10 * @param velocityFtPerSec Rychlost průtoku v stopách za sekundu
11 * @return Průtok v galonech za minutu
12 * @throws IllegalArgumentException pokud jsou vstupy neplatné
13 */
14 public static double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw new IllegalArgumentException("Průměr musí být větší než nula");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw new IllegalArgumentException("Rychlost nemůže být záporná");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 // Zaokrouhlení na 2 desetinná místa
24 return Math.round(gpm * 100.0) / 100.0;
25 }
26
27 public static void main(String[] args) {
28 try {
29 double pipeDiameter = 2.0; // palce
30 double flowVelocity = 5.0; // stopy za sekundu
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32 System.out.printf("Průtok: %.2f GPM%n", flowRate);
33 } catch (IllegalArgumentException e) {
34 System.err.println("Chyba: " + e.getMessage());
35 }
36 }
37}
381#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <stdexcept>
4#include <iomanip>
5
6/**
7 * Vypočítat průtok v galonech za minutu (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Vnitřní průměr trubky v palcích
10 * @param velocityFtPerSec Rychlost průtoku v stopách za sekundu
11 * @return Průtok v galonech za minutu
12 * @throws std::invalid_argument pokud jsou vstupy neplatné
13 */
14double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw std::invalid_argument("Průměr musí být větší než nula");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw std::invalid_argument("Rychlost nemůže být záporná");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * std::pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 return gpm;
24}
25
26int main() {
27 try {
28 double pipeDiameter = 2.0; // palce
29 double flowVelocity = 5.0; // stopy za sekundu
30
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32
33 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
34 std::cout << "Průtok: " << flowRate << " GPM" << std::endl;
35 } catch (const std::exception& e) {
36 std::cerr << "Chyba: " << e.what() << std::endl;
37 return 1;
38 }
39
40 return 0;
41}
421using System;
2
3public class FlowCalculator
4{
5 /// <summary>
6 /// Vypočítat průtok v galonech za minutu (GPM)
7 /// </summary>
8 /// <param name="diameterInches">Vnitřní průměr trubky v palcích</param>
9 /// <param name="velocityFtPerSec">Rychlost průtoku v stopách za sekundu</param>
10 /// <returns>Průtok v galonech za minutu</returns>
11 /// <exception cref="ArgumentException">Vyvoláno, pokud jsou vstupy neplatné</exception>
12 public static double CalculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec)
13 {
14 if (diameterInches <= 0)
15 {
16 throw new ArgumentException("Průměr musí být větší než nula");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0)
19 {
20 throw new ArgumentException("Rychlost nemůže být záporná");
21 }
22
23 double gpm = 2.448 * Math.Pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
24 return Math.Round(gpm, 2);
25 }
26
27 public static void Main()
28 {
29 try
30 {
31 double pipeDiameter = 2.0; // palce
32 double flowVelocity = 5.0; // stopy za sekundu
33
34 double flowRate = CalculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
35 Console.WriteLine($"Průtok: {flowRate} GPM");
36 }
37 catch (ArgumentException e)
38 {
39 Console.Error.WriteLine($"Chyba: {e.Message}");
40 }
41 }
42}
43Následující tabulka poskytuje běžné hodnoty GPM pro různé aplikace, aby vám pomohla interpretovat výsledky vašeho výpočtu:
| Aplikace | Typický rozsah GPM | Poznámky |
|---|---|---|
| Kohoutek v koupelně | 1.0 - 2.2 | Moderní úsporné kohoutky jsou na dolním konci |
| Kohoutek v kuchyni | 1.5 - 2.5 | Kohoutky s výsuvnými sprškami mohou mít různé průtoky |
| Sprchová hlavice | 1.5 - 3.0 | Federální předpisy omezují na maximálně 2.5 GPM |
| Kohoutek do vany | 4.0 - 7.0 | Vyšší průtok pro rychlejší plnění vany |
| Toaleta | 3.0 - 5.0 | Okamžitý průtok během splachování |
| Myčka nádobí | 2.0 - 4.0 | Průtok během plnicích cyklů |
| Pračka | 4.0 - 5.0 | Průtok během plnicích cyklů |
| Zahradní hadice (⅝") | 9.0 - 17.0 | Liší se podle tlaku vody |
| Zavlažovač | 2.0 - 5.0 | Na jednu sprchovou hlavu |
| Požární hydrant | 500 - 1500 | Pro požární operace |
| Rezidenční vodovod | 6.0 - 12.0 | Typické zásobování celého domu |
| Malá komerční budova | 20.0 - 100.0 | Závisí na velikosti budovy a využití |
American Water Works Association. (2021). Vodoměry - Výběr, Instalace, Testování a Údržba (AWWA Manual M6).
American Society of Plumbing Engineers. (2020). Příručka pro návrh instalatérství, Svazek 2. ASPE.
Lindeburg, M. R. (2018). Referenční příručka pro civilní inženýrství pro zkoušku PE. Professional Publications, Inc.
Mezinárodní asociace úředníků pro instalatérství a mechanické záležitosti. (2021). Jednotný instalatérský kodex.
Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2017). Základy a aplikace mechaniky kapalin. McGraw-Hill Education.
U.S. Department of Energy. (2022). Účinnost energie a obnovitelné energie: Účinnost vody. https://www.energy.gov/eere/water-efficiency
Agentura pro ochranu životního prostředí. (2021). Program WaterSense. https://www.epa.gov/watersense
Irrigation Association. (2020). Základy zavlažování. Irrigation Association.
Meta popis: Vypočítejte průtok kapalin v galonech za minutu (GPM) s naším snadno použitelným kalkulátorem. Zadejte průměr trubky a rychlost, abyste určili přesné průtoky pro instalatérství, zavlažování a průmyslové aplikace.
Objevte další nástroje, které by mohly být užitečné pro vaši pracovní postup.