Aprēķiniet šķidruma plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM), pamatojoties uz caurules diametru un plūsmas ātrumu. Nepieciešams santehnikā, laistīšanā un hidraulisko sistēmu projektēšanā.
Aprēķiniet plūsmas ātrumu gallonos minūtē, pamatojoties uz caurules diametru un plūsmas ātrumu.
Plūsmas ātrums tiek aprēķināts, izmantojot formulu:
GPM = 2.448 × (diameter)² × velocity
Galonu minūtē (GPM) plūsmas ātruma kalkulators ir būtisks rīks, lai noteiktu šķidruma tilpumu, kas plūst caur cauruli noteiktā laika vienībā. Šis kalkulators nodrošina vienkāršu metodi plūsmas ātrumu aprēķināšanai, pamatojoties uz caurules diametru un šķidruma ātrumu. Neatkarīgi no tā, vai esat santehniķis, kas aprēķina mājsaimniecības ūdens sistēmu, inženieris, kas projektē rūpnieciskās caurules, vai māju īpašnieks, kurš risina ūdens plūsmas problēmas, GPM izpratne ir svarīga, lai nodrošinātu efektīvu un efektīvu šķidruma transportēšanas sistēmu. Mūsu kalkulators vienkāršo šo procesu, piemērojot standarta plūsmas ātruma formulu, lai sniegtu precīzus GPM mērījumus ar minimālām ievades prasībām.
GPM jeb galoni minūtē ir standarta mērījumu vienība šķidruma plūsmas ātrumam Amerikas Savienotajās Valstīs un dažās citās valstīs, kas izmanto imperiālo mērījumu sistēmu. Tas pārstāv šķidruma tilpumu (galonos), kas pāriet caur noteiktu punktu sistēmā vienas minūtes laikā. Šis mērījums ir kritisks:
Izpratne par jūsu sistēmas GPM ir būtiska, lai nodrošinātu, ka ūdens vai citi šķidrumi tiek piegādāti pareizajā ātrumā to paredzētajai lietošanai, neatkarīgi no tā, vai tas ir mājsaimniecības apgāde, lauksaimniecības apūdeņošana vai rūpnieciskās iekārtas dzesēšana.
Plūsmas ātrumu galonos minūtē var aprēķināt, izmantojot sekojošo formulu:
Kur:
Šī formula ir atvasināta no pamata plūsmas ātruma vienādojuma:
Kur:
Apaļas caurules gadījumā laukums ir:
Lai to pārvērstu galonos minūtē, kad diametrs ir collās un ātrums pēdās sekundē:
Vienkāršojot:
Tas dod mums mūsu konstanti 2.448, kas ietver visus konversijas faktorus, kas nepieciešami, lai izteiktu rezultātu galonos minūtē.
Izmantot mūsu Galonu minūtē plūsmas ātruma kalkulatoru ir vienkārši un saprotami:
Ievadiet caurules diametru: Ievadiet caurules iekšējo diametru collās. Tas ir faktiskais iekšējais diametrs, pa kuru plūst šķidrums, nevis caurules ārējais diametrs.
Ievadiet plūsmas ātrumu: Ievadiet šķidruma ātrumu pēdās sekundē. Ja nezināt ātrumu, bet jums ir citi mērījumi, skatiet mūsu Bieži uzdoto jautājumu sadaļu alternatīvo aprēķinu metodēm.
Noklikšķiniet uz Aprēķināt: Kalkulators automātiski apstrādās jūsu ievades un parādīs plūsmas ātrumu galonos minūtē.
Pārskatiet rezultātus: Aprēķinātais GPM tiks parādīts kopā ar vizuālu plūsmas attēlojumu labākai izpratnei.
Kopējiet vai dalieties ar rezultātiem: Jūs varat viegli kopēt rezultātus saviem ierakstiem vai dalīties ar kolēģiem.
Apskatīsim paraugu aprēķinam:
Izmantojot formulu: GPM = 2.448 × D² × V GPM = 2.448 × 2² × 5 GPM = 2.448 × 4 × 5 GPM = 48.96
Tādējādi plūsmas ātrums ir aptuveni 48.96 galoni minūtē.
GPM kalkulatoram ir daudz praktisku lietojumu dažādās nozarēs un situācijās:
Ainavu arhitekts projektē apūdeņošanas sistēmu komerciālai īpašumam. Galvenā piegādes līnija ir ar 1.5 collu diametru, un ūdens plūst ar ātrumu 4 pēdas sekundē. Izmantojot GPM kalkulatoru:
GPM = 2.448 × 1.5² × 4 GPM = 2.448 × 2.25 × 4 GPM = 22.03
Ar aptuveni 22 GPM pieejamību arhitekts tagad var noteikt, cik daudz apūdeņošanas zonu var darbināt vienlaikus un izvēlēties atbilstošus sprinkļu galvas, pamatojoties uz to individuālajām plūsmas prasībām.
Lai gan mūsu kalkulators izmanto cauruļu diametru un ātrumu, ir arī citas metodes plūsmas ātruma mērīšanai:
Tiešā mērīšana, izmantojot plūsmas metrus, ir visprecīzākā metode. Veidi ietver:
Mazākām sistēmām:
Izmantojot spiediena mērījumus un cauruļu īpašības, lai novērtētu plūsmu, izmantojot Hazen-Williams vai Darcy-Weisbach vienādojumus.
Šķidruma plūsmas mērīšana ir ievērojami attīstījusies visā cilvēces vēsturē:
Agrīnas civilizācijas izstrādāja primitīvas metodes, lai izmērītu ūdens plūsmu apūdeņošanai un ūdens sadales sistēmām:
Galonu minūtē (GPM) vienība kļuva standartizēta Amerikas Savienotajās Valstīs, kad santehnikas sistēmas attīstījās un prasīja konsekventus mērīšanas veidus:
Šodien GPM paliek standarta plūsmas ātruma mērījums ASV santehnikā, apūdeņošanā un daudzās rūpnieciskās lietojumprogrammās, kamēr liela daļa pasaules izmanto litrus minūtē (LPM) vai kubikmetrus stundā (m³/h).
GPM (Galoni minūtē) mēra ūdens tilpumu, kas plūst caur cauruli minūtē, savukārt ūdens spiediens (parasti mērīts PSI - mārciņas uz kvadrātcollu) norāda spēku, ar kuru ūdens tiek virzīts caur cauruli. Lai gan tie ir saistīti, tie ir atšķirīgi mērījumi. Sistēma var būt ar augstu spiedienu, bet zemu plūsmu (piemēram, caurules caurums), vai augstu plūsmu ar relatīvi zemu spiedienu (piemēram, plaši atvērta upe).
Biežākās konversijas ietver:
Tipiskai mājsaimniecībai ir nepieciešami aptuveni:
Specifiskām ierīcēm ir savas prasības:
Caurules materiāls ietekmē plūsmas ātrumu, ņemot vērā tā iekšējo raupjuma koeficientu:
Nepietiekami izmērītas caurules var izraisīt vairākas problēmas:
Jūs varat novērtēt plūsmas ātrumu, izmantojot šīs metodes:
Jā, ūdens temperatūra ietekmē blīvumu un viskozitāti, kas var ietekmēt plūsmas īpašības:
GPM formula (2.448 × D² × V) ir precīza:
Precizitāte var samazināties:
Šis kalkulators ir kalibrēts ūdenim. Citu šķidrumu gadījumā:
Ieteicamie plūsmas ātrumi atšķiras atkarībā no lietojuma:
Ātrumi, kas ir pārāk augsti, var izraisīt:
Šeit ir piemēri, kā aprēķināt GPM dažādās programmēšanas valodās:
1' Excel formula GPM aprēķināšanai
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 Aprēķināt plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM)
4
5 Args:
6 diameter_inches: iekšējais caurules diametrs collās
7 velocity_ft_per_sec: šķidruma ātrums pēdās sekundē
8
9 Returns:
10 plūsmas ātrums galonos minūtē
11 """
12 if diameter_inches <= 0:
13 raise ValueError("Diametram jābūt lielākam par nulli")
14 if velocity_ft_per_sec < 0:
15 raise ValueError("Ātrums nevar būt negatīvs")
16
17 gpm = 2.448 * (diameter_inches ** 2) * velocity_ft_per_sec
18 return round(gpm, 2)
19
20# Piemēra lietošana
21try:
22 pipe_diameter = 2.0 # collas
23 flow_velocity = 5.0 # pēdas sekundē
24 flow_rate = calculate_gpm(pipe_diameter, flow_velocity)
25 print(f"Plūsmas ātrums: {flow_rate} GPM")
26except ValueError as e:
27 print(f"Kļūda: {e}")
28
1/**
2 * Aprēķināt plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM)
3 * @param {number} diameterInches - iekšējais caurules diametrs collās
4 * @param {number} velocityFtPerSec - plūsmas ātrums pēdās sekundē
5 * @returns {number} plūsmas ātrums galonos minūtē
6 */
7function calculateGPM(diameterInches, velocityFtPerSec) {
8 if (diameterInches <= 0) {
9 throw new Error("Diametram jābūt lielākam par nulli");
10 }
11 if (velocityFtPerSec < 0) {
12 throw new Error("Ātrums nevar būt negatīvs");
13 }
14
15 const gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
16 return parseFloat(gpm.toFixed(2));
17}
18
19// Piemēra lietošana
20try {
21 const pipeDiameter = 2.0; // collas
22 const flowVelocity = 5.0; // pēdas sekundē
23 const flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
24 console.log(`Plūsmas ātrums: ${flowRate} GPM`);
25} catch (error) {
26 console.error(`Kļūda: ${error.message}`);
27}
28
1/**
2 * Palīdzības klase plūsmas ātrumu aprēķināšanai
3 */
4public class FlowCalculator {
5
6 /**
7 * Aprēķināt plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches iekšējais caurules diametrs collās
10 * @param velocityFtPerSec plūsmas ātrums pēdās sekundē
11 * @return plūsmas ātrums galonos minūtē
12 * @throws IllegalArgumentException, ja ievades ir nederīgas
13 */
14 public static double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw new IllegalArgumentException("Diametram jābūt lielākam par nulli");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw new IllegalArgumentException("Ātrums nevar būt negatīvs");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 // Noapaļo uz 2 decimāldaļām
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; // collas
30 double flowVelocity = 5.0; // pēdas sekundē
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32 System.out.printf("Plūsmas ātrums: %.2f GPM%n", flowRate);
33 } catch (IllegalArgumentException e) {
34 System.err.println("Kļūda: " + e.getMessage());
35 }
36 }
37}
38
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <stdexcept>
4#include <iomanip>
5
6/**
7 * Aprēķināt plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches iekšējais caurules diametrs collās
10 * @param velocityFtPerSec plūsmas ātrums pēdās sekundē
11 * @return plūsmas ātrums galonos minūtē
12 * @throws std::invalid_argument, ja ievades ir nederīgas
13 */
14double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw std::invalid_argument("Diametram jābūt lielākam par nulli");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw std::invalid_argument("Ātrums nevar būt negatīvs");
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; // collas
29 double flowVelocity = 5.0; // pēdas sekundē
30
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32
33 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
34 std::cout << "Plūsmas ātrums: " << flowRate << " GPM" << std::endl;
35 } catch (const std::exception& e) {
36 std::cerr << "Kļūda: " << e.what() << std::endl;
37 return 1;
38 }
39
40 return 0;
41}
42
1using System;
2
3public class FlowCalculator
4{
5 /// <summary>
6 /// Aprēķināt plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM)
7 /// </summary>
8 /// <param name="diameterInches">iekšējais caurules diametrs collās</param>
9 /// <param name="velocityFtPerSec">plūsmas ātrums pēdās sekundē</param>
10 /// <returns>plūsmas ātrums galonos minūtē</returns>
11 /// <exception cref="ArgumentException">Izsist, kad ievades ir nederīgas</exception>
12 public static double CalculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec)
13 {
14 if (diameterInches <= 0)
15 {
16 throw new ArgumentException("Diametram jābūt lielākam par nulli");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0)
19 {
20 throw new ArgumentException("Ātrums nevar būt negatīvs");
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; // collas
32 double flowVelocity = 5.0; // pēdas sekundē
33
34 double flowRate = CalculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
35 Console.WriteLine($"Plūsmas ātrums: {flowRate} GPM");
36 }
37 catch (ArgumentException e)
38 {
39 Console.Error.WriteLine($"Kļūda: {e.Message}");
40 }
41 }
42}
43
Šajā tabulā ir sniegtas biežāk sastopamās GPM vērtības dažādām lietojumprogrammām, lai palīdzētu jums interpretēt jūsu aprēķinu rezultātus:
Lietojums | Tipiska GPM diapazons | Piezīmes |
---|---|---|
Vannas istabas krāns | 1.0 - 2.2 | Mūsdienu ūdens taupīšanas krāni ir zemākajā galā |
Virtuves krāns | 1.5 - 2.5 | Izvelkamajiem izsmidzinātājiem var būt atšķirīgi plūsmas ātrumi |
Dušas galva | 1.5 - 3.0 | Federālie noteikumi ierobežo līdz 2.5 GPM maksimumam |
Vannas krāns | 4.0 - 7.0 | Augstāka plūsma ātrākai vannas piepildīšanai |
Tualete | 3.0 - 5.0 | Momentāra plūsma laikā, kad tiek nospiesta |
Trauku mazgājamā mašīna | 2.0 - 4.0 | Plūsma laikā, kad tiek piepildīta |
Veļas mazgājamā mašīna | 4.0 - 5.0 | Plūsma laikā, kad tiek piepildīta |
Dārza šļūtene (⅝") | 9.0 - 17.0 | Atkarībā no ūdens spiediena |
Dārza sprinklers | 2.0 - 5.0 | Uz katru sprinklera galvu |
Uguns hidrants | 500 - 1500 | Ugunsdzēsības operācijām |
Mājsaimniecības ūdens apgāde | 6.0 - 12.0 | Tipiska mājas piegāde |
Mazā komerciālā ēka | 20.0 - 100.0 | Atkarībā no ēkas izmēra un lietojuma |
Amerikas ūdens darbu asociācija. (2021). Ūdens metri — izvēle, uzstādīšana, testēšana un apkope (AWWA rokasgrāmata M6).
Amerikas Santehniķu inženieru asociācija. (2020). Santehnikas inženierijas projektēšanas rokasgrāmata, 2. sējums. ASPE.
Lindeburg, M. R. (2018). Civil Engineering Reference Manual for the PE Exam. Professional Publications, Inc.
Starptautiskā santehnikas un mehānisko amatpersonu organizācija. (2021). Vienotais santehnikas kodekss.
Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2017). Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education.
ASV Enerģijas departaments. (2022). Enerģijas efektivitāte un atjaunojamā enerģija: Ūdens efektivitāte. https://www.energy.gov/eere/water-efficiency
Vides aizsardzības aģentūra. (2021). WaterSense programma. https://www.epa.gov/watersense
Apūdeņošanas asociācija. (2020). Apūdeņošanas pamati. Apūdeņošanas asociācija.
Meta apraksts: Aprēķiniet šķidruma plūsmas ātrumu galonos minūtē (GPM) ar mūsu viegli lietojamo kalkulatoru. Ievadiet caurules diametru un ātrumu, lai noteiktu precīzus plūsmas ātrumus santehnikā, apūdeņošanā un rūpnieciskajās lietojumprogrammās.
Atklājiet vairāk rīku, kas varētu būt noderīgi jūsu darbplūsmai