Формула и пример расчёта
Δp=P/Q; входы переводятся в согласованные единицы умножением на коэффициент выбранной единицы.
Пример
Мощность = 341,214163313 Btu IT/h; Объёмный расход = 13,1981548979 imp gal/min. После согласования единиц: Δp=P/Q. Результат = 100 000 Па.
Условия расчёта
- Вводится перепад между двумя точками, а не абсолютное давление в одной точке. Потребляемая мощность насоса больше полезной при наличии потерь; КПД здесь отсутствует. Изменения высоты и скорости отдельно не добавляются. Формула не заменяет расчёт характеристик насоса и сети.
- В знаменателях находятся следующие входы: объёмный расход. Каждый из них должен быть строго больше нуля. Нулевое значение не является отсутствующим измерением: при делении на ноль неизвестная не определяется этой формулой. Остальные поля принимают неотрицательные модули.
- Значения примера условные. Точность результата ограничена точностью исходных измерений.
Что именно находит этот расчёт
Свяжите полезную гидравлическую мощность, перепад давления и объёмный расход. Это идеальная энергетическая связь для одного выбранного потока и рассматриваемого участка системы.
Искомая величина записывается в Па. Эта страница предназначена для конкретного сочетания входов: мощность в Btu IT/h; объёмный расход в imp gal/min. Подпись возле каждого поля является частью условия задачи. Меняя исходные измерения, сохраняйте их физический смысл и относите все параметры к одному образцу, участку или процессу.
Как подготовить измерения
Мощность: выбранная единица — Btu IT в час (Btu IT/h). Мощность показывает передачу энергии за время. Проверьте, относится ли ваше значение к полезному выходу или к потреблению источника. В демонстрационном наборе вводится 341,214163313 Btu IT/h, что соответствует 100 Вт. Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.
Объёмный расход: выбранная единица — имперские галлоны в минуту (imp gal/min). Объёмный расход показывает объём за единицу времени в выбранном сечении. Для газа укажите данные при одинаковых температуре и давлении. В демонстрационном наборе вводится 13,1981548979 imp gal/min, что соответствует 0,001 м³/с. Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.
Уравнение и согласование единиц
Полезная мощность давления P=ΔpQ равна перепаду давления, умноженному на проходящий объём за секунду. Из неё можно восстановить мощность, перепад или расход по двум известным данным.
Используемое уравнение для этой неизвестной: Δp=P/Q. До его применения каждый вход переводится в согласованную единицу. Для данного набора перевод выглядит так: Мощность: 341,214163313 Btu IT/h × 0,293071070172 = 100 Вт; Объёмный расход: 13,1981548979 imp gal/min × 0,0000757681666667 = 0,001 м³/с. Сначала выполните эти преобразования, затем подставляйте числа в уравнение. Итог уже имеет единицу Па; дополнительный коэффициент выбранной входной единицы к нему не применяется.
Разбор численного примера
Мощность = 341,214163313 Btu IT/h; Объёмный расход = 13,1981548979 imp gal/min. После согласования единиц: Δp=P/Q. Результат = 100 000 Па.
Полный набор после перевода: Мощность = 100 Вт; Объёмный расход = 0,001 м³/с. Если проверяете этот пример вручную, сохраняйте коэффициенты без промежуточного округления и выполняйте операции в порядке уравнения. Полученный ответ 100 000 Па относится к этому набору значений. В таблице меняется только первый вход, остальные остаются равными демонстрационным; это позволяет увидеть влияние одного параметра.
Как понимать итог
Паскаль умноженный на кубометр в секунду даёт ватт. Увеличение перепада при неизменном расходе увеличивает полезную мощность. Нулевой перепад не позволяет восстановить расход по ненулевой мощности в этой модели.
Единица ответа Па фиксирована для этой задачи, даже если входы записаны в других единицах. При смене единицы исходное число нужно пересчитать так, чтобы физическая величина сохранилась. Если переписать только название единицы без изменения числа, получится другая исходная задача и другой результат.
Область применения и границы
Вводится перепад между двумя точками, а не абсолютное давление в одной точке. Потребляемая мощность насоса больше полезной при наличии потерь; КПД здесь отсутствует. Изменения высоты и скорости отдельно не добавляются. Формула не заменяет расчёт характеристик насоса и сети.
В знаменателях находятся следующие входы: объёмный расход. Каждый из них должен быть строго больше нуля. Нулевое значение не является отсутствующим измерением: при делении на ноль неизвестная не определяется этой формулой. Остальные поля принимают неотрицательные модули.
Источник методики: OpenStax: flow rate and continuity. Для задач, основанных на определении удельной величины, преобразование является алгеброй этого определения; документ BIPM поясняет единицы SI. Коэффициенты перевода проверяются по определениям единиц и справочнику NIST. Эти ссылки не задают свойства вашего материала: такие исходные параметры нужно измерить или взять из документации к своей системе.
Меняем мощность, остальные входы сохраняем
| Мощность, Btu IT/h | Результат, Па |
|---|---|
| 170,607081656 | 50 000 |
| 341,214163313 | 100 000 |
| 682,428326626 | 200 000 |
Значения в таблице округлены для чтения. Для своей величины используйте калькулятор в начале страницы.
Частые вопросы
Какие единицы принимает эта страница?
Мощность: Btu IT в час (Btu IT/h); Объёмный расход: имперские галлоны в минуту (imp gal/min). Результат выводится в Па.
Как проверить расчёт вручную?
Приведите входы к согласованным единицам: Мощность: 341,214163313 Btu IT/h × 0,293071070172 = 100 Вт; Объёмный расход: 13,1981548979 imp gal/min × 0,0000757681666667 = 0,001 м³/с. Примените Δp=P/Q. В примере получается 100 000 Па.
Какие ограничения у этой модели?
Вводится перепад между двумя точками, а не абсолютное давление в одной точке. Потребляемая мощность насоса больше полезной при наличии потерь; КПД здесь отсутствует. Изменения высоты и скорости отдельно не добавляются. Формула не заменяет расчёт характеристик насоса и сети. В знаменателях находятся следующие входы: объёмный расход. Каждый из них должен быть строго больше нуля. Нулевое значение не является отсутствующим измерением: при делении на ноль неизвестная не определяется этой формулой. Остальные поля принимают неотрицательные модули.