Công thức tính lưu lượng nước chảy qua ống tròn đơn giản, chính xác

Công thức tính lưu lượng nước chảy qua ống tròn như thế nào chính xác nhất? Việc tính được lưu lượng nước chảy giúp đảm bảo hiệu suất và an toàn của hệ thống cấp nước. Hãy cùng Tafuma Việt Nam tìm hiểu chi tiết cách tính lưu lượng nước trong bài viết dưới đây nhé!

Lưu lượng nước là gì?

Trước khi tìm hiểu công thức tính lưu lượng nước, chúng ta hãy cùng xem xem lưu lượng nước là gì nhé. Lưu lượng dòng chảy (Còn được gọi là lưu lượng nước) là một khái niệm trong lĩnh vực cơ học chất lỏng và động lực học. Công thức này dùng để đo lường khối lượng hoặc khối lượng thể tích của chất lỏng, khí hoặc chất rắn chảy qua một điểm trong một đơn vị thời gian.

Lưu lượng dòng chảy thường được sử dụng để đo lường sự chuyển động của chất lỏng trong các hệ thống đường ống, đường ống, cống rãnh, sông, suối và các cấu trúc dẫn dòng khác.

Công thức tính lưu lượng nước chảy qua ống tròn

Dưới đây là hai công thức phổ biến để tính lưu lượng nước chảy qua ống tròn, mời bạn tham khảo:

1. Công thức cơ bản

Để tính chính xác lưu lượng (Q), trước tiên chúng ta cần biết cách tính diện tích tiết diện ngang của ống (A) và vận tốc chảy nước trong ống (v). Cách tính diện tích tiết diện ngang ống A:

A = r² x π (m2)

Trong đó:

• A là diện tích tiết diện của ống
• π là số pi, có giá trị xấp xỉ là 3,14.
• r là bán kính của ống.

Vận tốc chảy nước trong ống là quãng đường mà một điểm trong ống dịch chuyển theo chiều dòng chảy trong một đơn vị thời gian. Nó được tính bằng công thức:

v = √(2 x g x h) (Căn bậc hai của 2 x g x h)

Trong đó:

• √ là căn bậc hai.
• g là gia tốc trọng trường, có giá trị xấp xỉ 9,8 m/s².
• h là chiều cao của một cột nước (m).

Công thức tính lưu lượng nước đơn giản

Từ đó, chúng ta có thể tính chính xác lưu lượng nước chảy qua ống trong một đơn vị thời gian bằng công thức tính lưu lượng nước chảy sau:

Q = V x A

Trong đó:

• Q là lưu lượng nước chảy (m³/s).
• V là vận tốc chảy (m/s).
• A là diện tích tiết diện nước chảy qua (m²).

2. Cách tính theo thủy lực

Công thức trên được chúng tôi đưa ra chỉ là công thức tổng quát. Để có kết quả chính xác hơn, chúng ta cần sử dụng công thức tính lưu lượng dựa trên thủy lực. Công thức như sau:

QTT = QVC + α x QDD (l/s)

Trong đó:

• QTT là lưu lượng nước chảy trong ống.
• α là hằng số phân bố lưu lượng dọc đường ống, thường α = 0,5 (Q ở đầu ống max, cuối ống là 0).
• QDD là lưu lượng dọc đường của từng phân đoạn ống cần tính toán (l/s).

Lưu ý:

QVC = 0 khi đoạn ống chỉ phân bố theo lưu lượng dọc đường mà không có lưu lượng chảy qua các ống sau, trong khi công thức chỉ áp dụng khi có sự chuyển động ra nút cuối.

Quy trình thiết kế thoát nước cho hồ bơi dựa trên công thức lưu lượng nước

Quy trình thiết kế hệ thống thoát nước cho hồ bơi dựa trên công thức lưu lượng nước:

Trong trường hợp lấy mẫu nước từ các điểm trên từng đoạn ống từ 20-25m để đạt kết quả chính xác nhất, thông thường chúng ta sẽ tính lưu lượng dọc đường về hai đầu nút (điểm đầu và điểm cuối). Công thức này được gọi là lưu lượng nút, ký hiệu là QN:

QN = 0,5 x ∑QDD + QTTR (l/s)

Vì vậy, lưu lượng tính toán của mỗi phân đoạn ống là tổng của lưu lượng các đoạn ống kế tiếp và lưu lượng nút của phân đoạn ống tính toán. Công thức:

QTT (A) = QVC + QN (B) (l/s)

3. Bảng tra lưu lượng dòng chảy qua ống tròn

Với vận tốc nước mặc định là 0.7m/s, áp dụng các công thức tính lưu lượng nước qua ống tròn trên, ta có bảng tra lưu lượng dòng chảy qua các loại ống với các đường kính ∅ phổ biến trên thị trường, bao gồm:

Loại ống	Đường kính lòng ống (mm)	Tiết diện (m2)	Lưu lượng (m3/h)
LDPE ∅16	∅14	153.86	0.38772
LDPE ∅20	∅18	254.34	0.64093
C2 ∅21	∅17	226.87	0.57169
C2 ∅27	∅23	415.27	1.04646
C2 ∅34	∅30	706.5	1.78038
C2 ∅60	∅56	2461.76	6.20363
C2 ∅75	∅71	3957.19	9.97210
C2 ∅90	∅86	5805.86	14.63076
C2 ∅110	∅106	8820.26	22.27055
C2 ∅140	∅136	14519.36	36.58878

Lưu ý khi tính lưu lượng dòng chảy trong ống tròn

Khi áp dụng công thức tính lưu lượng nước chảy trong ống tròn, có một số yếu tố quan trọng mà chúng ta cần lưu ý.

1. Diện tích tiết diện

Để tính lưu lượng nước chảy qua ống tròn, chúng ta cần biết diện tích tiết diện của ống. Diện tích tiết diện trong ống tròn được tính bằng công thức: A = π * r², trong đó A là diện tích tiết diện và r là bán kính của ống.

2. Vận tốc dòng chảy

Vận tốc dòng chảy trong ống tròn cũng là yếu tố quan trọng trong cách tính lưu lượng nước qua ống tròn. Vận tốc dòng chảy thường được đo bằng đơn vị độ dài/thời gian, chẳng hạn như mét/giây. Vận tốc dòng chảy có thể được tính bằng công thức: V = Q / A, trong đó V là vận tốc dòng chảy, Q là lưu lượng dòng chảy và A là diện tích tiết diện của ống.

Cân nhắc về vận tốc dòng chảy

3. Tốc độ dòng chảy tối đa

Trong ống tròn, tốc độ dòng chảy tối đa xảy ra tại trung tâm ống và giảm dần khi tiến gần tới thành ống. Việc này là do lực ma sát giữa chất lỏng và thành ống. Do đó, khi tính toán lưu lượng dòng chảy, ta nên lựa chọn vận tốc dòng chảy tại vị trí cần thiết trong ống.

Ứng dụng của lưu lượng dòng chảy trong ống tròn

Lưu lượng dòng chảy trong ống tròn có rất nhiều ứng dụng trong thực tế. Ví dụ, nó được sử dụng để tính toán lưu lượng nước trong hệ thống cấp nước công cộng, lưu lượng dầu trong ống dẫn dầu, lưu lượng khí trong hệ thống thông gió và nhiều ứng dụng khác. Việc tính toán chính xác lưu lượng dòng chảy trong ống tròn giúp đảm bảo hiệu suất và an toàn của các hệ thống này.

Ứng dụng của phương pháp này trong các thiết bị bể bơi

Trên đây, Tafuma Việt Nam đã cung cấp thông tin về công thức tính lưu lượng nước. Mong rằng với những thông tin chúng tôi đưa ra sẽ giúp ích cho bạn vận dụng vào đời sống. Ngoài ra, nếu có bất cứ thắc mắc nào hay nhu cầu mua các thiết bị cho bể bơi, quý khách vui lòng liên hệ đến chúng tôi qua hotline để được hỗ trợ nhanh nhất.