Apskaičiuokite skysčio srauto greitį galonais per minutę (GPM) remiantis vamzdžio skersmeniu ir srauto greičiu. Būtina santechnikos, drėkinimo ir hidraulinių sistemų projektavimui.
Apskaičiuokite srauto greitį galonais per minutę, remiantis vamzdžio skersmeniu ir srauto greičiu.
Srauto greitis apskaičiuojamas naudojant formulę:
GPM = 2.448 × (diameter)² × velocity
Gallonų Per Minute (GPM) Srauto Greičio Skaičiuoklė yra esminis įrankis, skirtas nustatyti skysčio tūrį, tekantį per vamzdį per tam tikrą laiką. Ši skaičiuoklė suteikia paprastą metodą apskaičiuoti srauto greičius, remiantis vamzdžio skersmeniu ir skysčio greičiu. Nesvarbu, ar esate santechnikas, dydžiuojantis gyvenamojo vandens sistemą, inžinierius, projektuojantis pramoninius vamzdynus, ar namų savininkas, sprendžiantis vandens srauto problemas, GPM supratimas yra būtinas, kad užtikrintumėte efektyvias ir veiksmingas skysčių transportavimo sistemas. Mūsų skaičiuoklė supaprastina šį procesą, taikydama standartinę srauto greičio formulę, kad pateiktų tikslius GPM matavimus su minimaliais įvesties reikalavimais.
GPM, arba Gallonų Per Minute, yra standartinė skysčių srauto greičio matavimo vienetų sistema Jungtinėse Valstijose ir kai kuriose kitose šalyse, kurios naudoja imperinę matavimo sistemą. Tai rodo skysčio tūrį (gallonais), kuris praeina per tam tikrą tašką sistemoje per vieną minutę. Šis matavimas yra kritiškai svarbus:
Suprasti savo sistemos GPM yra būtina, kad užtikrintumėte, jog vanduo ar kiti skysčiai būtų tiekiami tinkamu greičiu, nesvarbu, ar tai būtų tiekimas namuose, laistymas lauko, ar pramoninės įrangos aušinimas.
Srauto greitis gallonais per minutę gali būti apskaičiuotas naudojant šią formulę:
Kur:
Ši formulė išvedama iš pagrindinės srauto greičio lygties:
Kur:
Apskritam vamzdžiui plotas yra:
Norint konvertuoti tai į gallonus per minutę, kai skersmuo yra coliais, o greitis pėdomis per sekundę:
Supaprastinus:
Tai suteikia mūsų konstantą 2.448, kuri apima visus konversijos veiksnius, reikalingus rezultatui išreikšti gallonais per minutę.
Naudotis mūsų Gallonų Per Minute Srauto Greičio Skaičiuokle yra paprasta ir aišku:
Įveskite Vamzdžio Skersmenį: Įveskite vamzdžio vidinį skersmenį coliais. Tai yra faktinis vidinis skersmuo, kuriame teka skystis, o ne vamzdžio išorinis skersmuo.
Įveskite Srauto Greitį: Įveskite skysčio greitį pėdomis per sekundę. Jei nežinote greičio, bet turite kitų matavimų, žiūrėkite mūsų DUK skyrių, kad gautumėte alternatyvius skaičiavimo metodus.
Paspauskite Apskaičiuoti: Skaičiuoklė automatiškai apdoros jūsų įvestis ir parodys srauto greitį gallonais per minutę.
Peržiūrėkite Rezultatus: Apskaičiuotas GPM bus rodomas kartu su vizualine srauto reprezentacija geresniam supratimui.
Kopijuoti arba Dalintis Rezultatais: Galite lengvai nukopijuoti rezultatus savo įrašams arba pasidalinti su kolegomis.
Pažvelkime į pavyzdinį skaičiavimą:
Naudojant formulę: GPM = 2.448 × D² × V GPM = 2.448 × 2² × 5 GPM = 2.448 × 4 × 5 GPM = 48.96
Todėl srauto greitis yra maždaug 48.96 gallonų per minutę.
GPM skaičiuoklė turi daugybę praktinių taikymų įvairiose pramonėse ir scenarijuose:
Peizažo architektas projektuoja laistymo sistemą komerciniam objektui. Pagrindinė tiekimo linija turi 1,5 colio skersmenį, o vanduo teka 4 pėdomis per sekundę. Naudodamiesi GPM skaičiuokle:
GPM = 2.448 × 1.5² × 4 GPM = 2.448 × 2.25 × 4 GPM = 22.03
Turint maždaug 22 GPM, architektas dabar gali nustatyti, kiek laistymo zonų gali veikti vienu metu, ir pasirinkti tinkamus purkštukus, atsižvelgdami į jų individualius srauto reikalavimus.
Nors mūsų skaičiuoklė naudoja vamzdžio skersmenį ir greitį, yra ir kitų būdų, kaip matuoti ar įvertinti srauto greitį:
Tiesioginis matavimas naudojant srauto matuoklius yra tiksliausias metodas. Tipai apima:
Mažesnėms sistemoms:
Naudojant slėgio matavimus ir vamzdžių charakteristikas, kad įvertintumėte srautą, naudojant Hazen-Williams arba Darcy-Weisbach lygtis.
Skysčių srauto matavimas per visą žmonijos istoriją žymiai išsivystė:
Ankstyvosios civilizacijos sukūrė primityvius metodus matuoti vandens srautą laistymui ir vandens paskirstymo sistemoms:
Gallonų per minutę (GPM) vienetas tapo standartizuotas Jungtinėse Valstijose, kai santechnikos sistemos išsivystė ir reikalavo nuoseklių matavimo metodų:
Šiandien GPM išlieka standartinis srauto greičio matavimas JAV santechnikoje, laistymo ir daugelyje pramoninių taikymų, tuo tarpu didžioji pasaulio dalis naudoja litrus per minutę (LPM) arba kubinius metrus per valandą (m³/h).
GPM (Gallonų Per Minute) matuoja vandens tūrį, tekantį per vamzdį per minutę, o vandens slėgis (dažniausiai matuojamas PSI - svarais kvadratiniame colyje) rodo jėgą, kuria vanduo stumiamas per vamzdį. Nors jie yra susiję, tai yra skirtingi matavimai. Sistema gali turėti didelį slėgį, bet mažą srautą (pvz., smulkiame skylėje), arba didelį srautą su santykinai mažu slėgiu (pvz., plačiai atidarytoje upėje).
Įprastos konversijos apima:
Tipinis gyvenamasis namas reikalauja maždaug:
Specifiniai įrenginiai turi savo reikalavimus:
Vamzdžio medžiaga veikia srauto greitį per jos vidinį šiurkštumo koeficientą:
Per mažos vamzdžių gali sukelti keletą problemų:
Galite įvertinti srauto greitį naudodami šiuos metodus:
Taip, vandens temperatūra veikia tankį ir klampumą, kurie gali paveikti srauto charakteristikas:
GPM formulė (2.448 × D² × V) yra tiksli:
Tikslumas gali sumažėti dėl:
Ši skaičiuoklė yra kalibruota vandeniui. Kitiems skysčiams:
Rekomenduojami srauto greičiai skiriasi priklausomai nuo taikymo:
Per didelis greitis gali sukelti:
Štai pavyzdžiai, kaip apskaičiuoti GPM įvairiose programavimo kalbose:
1' Excel formulė GPM skaičiavimui
2=2.448*B2^2*C2
3
4' Excel VBA Funkcija
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
14
1def calculate_gpm(diameter_inches, velocity_ft_per_sec):
2 """
3 Apskaičiuokite srauto greitį gallonais per minutę (GPM)
4
5 Args:
6 diameter_inches: Vamzdžio vidinis skersmuo coliais
7 velocity_ft_per_sec: Skysčio greitis pėdomis per sekundę
8
9 Returns:
10 Srauto greitis gallonais per minutę
11 """
12 if diameter_inches <= 0:
13 raise ValueError("Skersmuo turi būti didesnis už nulį")
14 if velocity_ft_per_sec < 0:
15 raise ValueError("Greitis negali būti neigiamas")
16
17 gpm = 2.448 * (diameter_inches ** 2) * velocity_ft_per_sec
18 return round(gpm, 2)
19
20# Pavyzdžio naudojimas
21try:
22 pipe_diameter = 2.0 # coliais
23 flow_velocity = 5.0 # pėdomis per sekundę
24 flow_rate = calculate_gpm(pipe_diameter, flow_velocity)
25 print(f"Srauto greitis: {flow_rate} GPM")
26except ValueError as e:
27 print(f"Klaida: {e}")
28
1/**
2 * Apskaičiuokite srauto greitį gallonais per minutę (GPM)
3 * @param {number} diameterInches - Vamzdžio vidinis skersmuo coliais
4 * @param {number} velocityFtPerSec - Srauto greitis pėdomis per sekundę
5 * @returns {number} Srauto greitis gallonais per minutę
6 */
7function calculateGPM(diameterInches, velocityFtPerSec) {
8 if (diameterInches <= 0) {
9 throw new Error("Skersmuo turi būti didesnis už nulį");
10 }
11 if (velocityFtPerSec < 0) {
12 throw new Error("Greitis negali būti neigiamas");
13 }
14
15 const gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
16 return parseFloat(gpm.toFixed(2));
17}
18
19// Pavyzdžio naudojimas
20try {
21 const pipeDiameter = 2.0; // coliais
22 const flowVelocity = 5.0; // pėdomis per sekundę
23 const flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
24 console.log(`Srauto greitis: ${flowRate} GPM`);
25} catch (error) {
26 console.error(`Klaida: ${error.message}`);
27}
28
1/**
2 * Naudingumo klasė srauto greičiams apskaičiuoti
3 */
4public class FlowCalculator {
5
6 /**
7 * Apskaičiuokite srauto greitį gallonais per minutę (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Vamzdžio vidinis skersmuo coliais
10 * @param velocityFtPerSec Srauto greitis pėdomis per sekundę
11 * @return Srauto greitis gallonais per minutę
12 * @throws IllegalArgumentException jei įvestys yra neteisingos
13 */
14 public static double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw new IllegalArgumentException("Skersmuo turi būti didesnis už nulį");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw new IllegalArgumentException("Greitis negali būti neigiamas");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 // Apvalinkite iki 2 dešimtainių skaičių
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; // coliais
30 double flowVelocity = 5.0; // pėdomis per sekundę
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32 System.out.printf("Srauto greitis: %.2f GPM%n", flowRate);
33 } catch (IllegalArgumentException e) {
34 System.err.println("Klaida: " + e.getMessage());
35 }
36 }
37}
38
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <stdexcept>
4#include <iomanip>
5
6/**
7 * Apskaičiuokite srauto greitį gallonais per minutę (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Vamzdžio vidinis skersmuo coliais
10 * @param velocityFtPerSec Srauto greitis pėdomis per sekundę
11 * @return Srauto greitis gallonais per minutę
12 * @throws std::invalid_argument jei įvestys yra neteisingos
13 */
14double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw std::invalid_argument("Skersmuo turi būti didesnis už nulį");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw std::invalid_argument("Greitis negali būti neigiamas");
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; // coliais
29 double flowVelocity = 5.0; // pėdomis per sekundę
30
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32
33 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
34 std::cout << "Srauto greitis: " << flowRate << " GPM" << std::endl;
35 } catch (const std::exception& e) {
36 std::cerr << "Klaida: " << e.what() << std::endl;
37 return 1;
38 }
39
40 return 0;
41}
42
1using System;
2
3public class FlowCalculator
4{
5 /// <summary>
6 /// Apskaičiuokite srauto greitį gallonais per minutę (GPM)
7 /// </summary>
8 /// <param name="diameterInches">Vamzdžio vidinis skersmuo coliais</param>
9 /// <param name="velocityFtPerSec">Srauto greitis pėdomis per sekundę</param>
10 /// <returns>Srauto greitis gallonais per minutę</returns>
11 /// <exception cref="ArgumentException">Išmetama, kai įvestys yra neteisingos</exception>
12 public static double CalculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec)
13 {
14 if (diameterInches <= 0)
15 {
16 throw new ArgumentException("Skersmuo turi būti didesnis už nulį");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0)
19 {
20 throw new ArgumentException("Greitis negali būti neigiamas");
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; // coliais
32 double flowVelocity = 5.0; // pėdomis per sekundę
33
34 double flowRate = CalculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
35 Console.WriteLine($"Srauto greitis: {flowRate} GPM");
36 }
37 catch (ArgumentException e)
38 {
39 Console.Error.WriteLine($"Klaida: {e.Message}");
40 }
41 }
42}
43
Šiame lentelėje pateikiamos bendros GPM vertės įvairioms taikymo sritims, kad padėtų jums interpretuoti jūsų skaičiavimo rezultatus:
Taikymas | Tipiškas GPM Diapazonas | Pastabos |
---|---|---|
Vonios čiaupas | 1.0 - 2.2 | Modernūs vandens taupymo čiaupai yra žemesniame diapazone |
Virtuvės čiaupas | 1.5 - 2.5 | Ištraukiamieji purkštukai gali turėti skirtingus srauto greičius |
Dušo galvutė | 1.5 - 3.0 | Federalinės taisyklės riboja iki 2.5 GPM max |
Vonios čiaupas | 4.0 - 7.0 | Didesnis srautas greitesniam vonios užpildymui |
Tualetas | 3.0 - 5.0 | Momentinis srautas flush ciklo metu |
Indaplovė | 2.0 - 4.0 | Srautas užpildymo ciklo metu |
Skalbyklė | 4.0 - 5.0 | Srautas užpildymo ciklo metu |
Sodo žarna (⅝") | 9.0 - 17.0 | Skiriasi priklausomai nuo vandens slėgio |
Lauko purkštukas | 2.0 - 5.0 | Už kiekvieną purkštuką |
Gaisro hidrantas | 500 - 1500 | Gaisro gesinimo operacijoms |
Gyvenamojo vandens tiekimas | 6.0 - 12.0 | Tipinis viso namo tiekimas |
Mažas komercinis pastatas | 20.0 - 100.0 | Priklauso nuo pastato dydžio ir naudojimo |
Amerikos Vandens Darbų Asociacija. (2021). Vandens Matuokliai—Pasirinkimas, Įrengimas, Testavimas ir Priežiūra (AWWA Vadovas M6).
Amerikos Santechnikos Inžinierių Asociacija. (2020). Santechnikos Inžinerijos Projektavimo Vadovas, 2 tomas. ASPE.
Lindeburg, M. R. (2018). Civilinės Inžinerijos Referencijų Vadovas PE Egzaminui. Profesionalių Leidinių, Inc.
Tarptautinė Santechnikos ir Mechaninių Oficialų Asociacija. (2021). Vienodas Santechnikos Kodeksas.
Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2017). Skysčių Mechanika: Pagrindai ir Taikymas. McGraw-Hill Education.
JAV Energetikos Departamentas. (2022). Energijos Efektyvumas ir Atkuriamoji Energija: Vandens Efektyvumas. https://www.energy.gov/eere/water-efficiency
Aplinkos Apsaugos Agentūra. (2021). WaterSense Programa. https://www.epa.gov/watersense
Laistymo Asociacija. (2020). Laistymo Pagrindai. Laistymo Asociacija.
Meta Aprašymas: Apskaičiuokite skysčių srauto greitį gallonais per minutę (GPM) su mūsų lengvai naudojama skaičiuokle. Įveskite vamzdžio skersmenį ir greitį, kad nustatytumėte tikslius srauto greičius santechnikos, laistymo ir pramoninėse taikymuose.
Raskite daugiau įrankių, kurie gali būti naudingi jūsų darbo eiga.