管路流量計算器

管路流動分析將管路幾何尺寸、流體性質及流速連結起來，求得工程師選擇泵浦、檢查管路輸送能力及估算能量損失時所需的數值。本計算器假設不可壓縮的牛頓流體在充滿流體的直圓管中穩定流動。首先將輸入的管徑與粗糙度由毫米換算為公尺，讓所有方程式採用一致的 SI 單位。截面積等於圓周率乘以直徑平方再除以四，體積流量則為截面積乘以平均流速。顯示的流量會由立方公尺每秒換算為公升每秒，方便閱讀。 雷諾數用來比較慣性效應與黏性效應，計算方式為密度乘以流速及直徑，再除以動力黏度。數值低於約 2,300 通常表示層流，高於約 4,000 通常表示紊流。兩者之間屬於過渡區，擾動、管件、入口條件及表面缺陷都可能強烈影響流況。雷諾數沒有因次，因此即使尺度、流體或速度不同，仍可用來比較幾何相似的系統。 壓力損失以達西－魏斯巴赫方程式估算，將達西摩擦係數乘以管長與管徑之比，再乘以動壓。對於層流，計算器採用圓管的精確關係式，即 64 除以雷諾數。對於紊流，則採用同時考慮雷諾數及相對粗糙度的 Swamee-Jain 顯式近似式。此近似式在一般工程範圍內與 Colebrook 方程式相當接近，且不需要迭代求解。所得壓降以千帕顯示。 管壁粗糙度是內表面不規則凸起的特徵高度，而非管徑的整體變化量。新的塑膠管或抽製管非常光滑，商用鋼管、混凝土管及老舊管路則可能粗糙許多。文獻中的粗糙度屬於估計值，可能無法反映腐蝕、沉積、接頭、彎管、閥件或製造差異。實際系統還包含管件及截面積變化造成的局部損失；此處未納入這些損失，設計完整管網時應以損失係數另外計入。 請將結果作為計算方式明確的初步工程估算。務必確認工作溫度下的流體性質，因為密度，尤其是黏度，可能有顯著變化。對於氣體、大幅壓力變化、非圓形管道、明渠流、非牛頓流體或攸關安全的設計，應使用適合該條件的模型，並依適用標準與實測性能加以核對。