Temukan laju aliran melalui lubang dari koefisien pelepasan, luas, dan perbedaan tekanan, selesaikan variabel yang hilang, atau hitung kembali koefisien pelepasan dari aliran yang diukur — Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ).
Sifat lubang & fluida
Lubang bermata tajam ≈ 0,60-0,65. Tanpa dimensi.
Air ≈ 1.000 kg/m³ pada suhu kamar.
Laju aliran
—
Masukkan Cd, luas, perbedaan tekanan, dan kepadatan untuk menghitung.
Laju aliran (L/mnt)—
RumusCd·A·√(2ΔP/ρ)
Selesaikan variabel yang hilang
Gunakan notasi ilmiah untuk aliran yang sangat kecil, mis. 6.2e-3.
Nilai terpecahkan
—
Pilih variabel, tetapkan laju aliran target, dan masukkan nilai lainnya.
Hitung kembali Cd dari aliran terukur
Gunakan tab ini untuk mengkalibrasi pengukur lubang: ukur laju aliran aktual melalui lubang yang diketahui pada perbedaan tekanan yang diketahui, dan keluarkan Cd di dunia nyata daripada mengasumsikan nilai buku teks.
Koefisien debit
—
Masukkan laju aliran yang diukur, luas, perbedaan tekanan, dan kepadatan.
Cd khas berdasarkan geometri lubang
Geometri
Cd yang khas
Lubang bermata tajam (pelat tipis).
0.60 – 0.65
Lubang bermata persegi, keran sudut
0.60 – 0.80
Bulat / nosel aliran
0.90 – 0.98
Venturi
0.95 – 0.98
Lubang yang ideal (tanpa gesekan).
1.00
Cd < 1 menyebabkan vena kontrakta (aliran menyempit setelah melewati lubang) dan kerugian gesekan fluida nyata yang diabaikan oleh persamaan Bernoulli yang ideal.
4 menit membaca3 langkah7 istilah3 contoh6 pertanyaanQ = Cd · A · √(2ΔP / ρ)
📋
Panduan langkah demi langkah
Cara menggunakan kalkulator ini
3 langkah▸
1
Masukkan sifat lubang dan fluida
Pada tab Laju Aliran, masukkan koefisien pelepasan Cd (tanpa dimensi, ~0,62 untuk lubang bermata tajam), luas lubang A (m²), perbedaan tekanan ΔP melintasi lubang (Pa), dan densitas fluida ρ (kg/m³). Keempat input harus lebih besar dari nol.
2
Baca laju aliran
Kartu hasil menunjukkan laju aliran volumetrik Q dalam m³/s dan L/mnt, ditambah interpretasi yang menjelaskan bagaimana setiap input menggerakkan hasil — skala aliran linear dengan luas dan Cd, tetapi hanya dengan akar kuadrat dari perbedaan tekanan.
3
Selesaikan nilai yang hilang atau periksa koefisien pelepasan
Pada tab Selesaikan, pilih perbedaan luas atau tekanan sebagai yang tidak diketahui, tetapkan laju aliran target, dan isi sisanya — kalkulator mengatur ulang Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ) untuk menemukannya. Pada tab Koefisien Pelepasan, masukkan laju aliran terukur untuk menghitung kembali Cd sebenarnya dari lubang yang telah Anda pasang, dan lihat perbandingannya dengan geometri pada umumnya.
⚡
Referensi
Rumus dan metodologi
3 rumus▸
Persamaan aliran pelat lubang
Q = Cd · A · √(2ΔP / ρ)
Laju aliran volumetrik Q (m³/s) sama dengan koefisien pelepasan Cd (tanpa dimensi) dikalikan luas penampang lubang A (m²), dikalikan akar kuadrat dari 2 kali perbedaan tekanan ΔP (Pa) melintasi lubang, dibagi dengan massa jenis fluida ρ (kg/m³).
Mengapa Cd kurang dari 1
Cd = Q_actual / Q_ideal
Bentuk persamaan ideal (Cd = 1) berasal langsung dari persamaan Bernoulli dan mengasumsikan aliran seragam tanpa gesekan melalui area lubang penuh. Aliran nyata berkontraksi tepat melewati lubang (vena kontrakta) dan kehilangan energi akibat gesekan, sehingga laju aliran aktual selalu lebih kecil dari prediksi ideal — Cd adalah rasio yang mengoreksi hal ini.
Kondisi validitas
Steady, incompressible flow of a Newtonian fluid
Persamaan ini mengasumsikan fluida tidak dapat dimampatkan (perkiraan yang baik untuk cairan dan gas pada rasio tekanan rendah), alirannya stabil, dan geometri lubang serta Cd diketahui atau dikalibrasi. Untuk aliran gas kompresibel dengan penurunan tekanan yang besar, faktor ekspansibilitas harus diterapkan di atas Cd.
📖
Glosarium
Penjelasan istilah penting
7 istilah▸
Aliran fluida melalui suatu pembatas — pelat berlubang, nosel, atau penyempitan serupa — didorong oleh perbedaan tekanan yang melintasinya, mengikuti Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ).
Faktor koreksi tak berdimensi Cd (biasanya 0,6-0,98) yang menurunkan prediksi laju aliran Bernoulli yang ideal agar sesuai dengan aliran terukur nyata, yang memperhitungkan vena kontrakta dan kerugian gesekan. Lubang bermata tajam biasanya Cd ≈ 0,60-0,65.
Pelat tipis dengan lubang berukuran tepat, dipasang di pipa atau saluran untuk menghasilkan penurunan tekanan yang terukur dan berulang — salah satu perangkat pengukuran aliran yang paling umum dalam perpipaan industri.
Penurunan tekanan ΔP (Pa) melintasi lubang — tekanan hulu dikurangi tekanan hilir — yang mendorong fluida melewati pembatasan. Skala laju aliran dengan akar kuadrat dari nilai ini, bukan linier.
Praktik menyimpulkan laju aliran fluida dari sinyal terkalibrasi tidak langsung — di sini, penurunan tekanan melintasi lubang yang diketahui — daripada mengukur volume atau massa secara langsung.
Titik di bagian hilir sebuah lubang yang bermata tajam dimana aliran aliran menyempit hingga penampang terkecilnya, lebih kecil dari lubang itu sendiri. Penyempitan ini adalah alasan utama mengapa Cd kurang dari 1 untuk lubang yang tajam.
Pembatasan aliran apa pun yang diukur secara sengaja — lubang, nosel, atau venturi — digunakan untuk mengukur laju aliran (melalui penurunan tekanan yang dihasilkannya) atau untuk membatasi laju aliran ke nilai target.
👥
Skenario
Contoh dalam kehidupan nyata
3 contoh nyata▸
🕳️
Pelat lubang standar, layanan air
Pelat lubang bermata tajam yang mengukur aliran air dalam pipa
Q = 0,62 × 0,001 × √(2 × 50.000 / 1.000) = 0,62 × 0,001 × 10 = 0,0062 m³/s, atau 372 L/mnt — hasil tipikal untuk lubang sederhana di bawah penurunan tekanan yang cukup besar, dan buku teks Cd yang tajam.
🧮
Mengukur lubang untuk aliran target
Menyelesaikan area lubang yang diperlukan untuk mencapai laju aliran tertentu
Laju aliran target 0.0062 m³/sKoefisien debit 0.62Perbedaan tekanan 50.000 PaKepadatan cairan 1,000 kg/m³
Menata ulang luas: A = Q / (Cd × √(2ΔP/ρ)) = 0,0062 / (0,62 × 10) = 0,001 m² — lubang 0,001 m² yang sama dari contoh garis dasar, mengonfirmasi perjalanan bolak-balik aljabar tab Solve dengan benar.
📐
Mengkalibrasi nosel bulat
Menghitung kembali Cd dari aliran terukur melalui pembatasan bulat dan kerugian rendah
Laju aliran terukur 0.0093 m³/sDaerah lubang 0,001 m²Perbedaan tekanan 50.000 PaKepadatan cairan 1,000 kg/m³
Cd = Q / (A × √(2ΔP/ρ)) = 0,0093 / (0,001 × 10) = 0,93 — jauh di atas kisaran tajam dan konsisten dengan pembatasan gaya nosel aliran yang membulat, yang kehilangan energi ke vena kontrakta jauh lebih sedikit dibandingkan pelat tipis.
🔗
Referensi
Sitasi kalkulator ini
APA & MLA▸
Gunakan salah satu format ini untuk menyitasi kalkulator dalam makalah, laporan, atau daftar sumber.
Pelat lubang adalah salah satu alat pengukur aliran tertua dan paling banyak digunakan dalam perpipaan industri: pasang pelat dengan lubang berukuran tepat, ukur penurunan tekanan di atasnya, dan laju aliran mengikuti langsung dari Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ). Rumusnya terlihat seperti penataan ulang persamaan Bernoulli, dan memang demikian - satu-satunya kelemahan adalah koefisien pelepasan Cd, yang secara diam-diam berfungsi mengoreksi prediksi ideal tentang bagaimana sebenarnya perilaku fluida sebenarnya.
Cara kerja Kalkulator Aliran Lubang
▸
Kalkulator menerapkan Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ) langsung pada tab Laju Aliran: koefisien pelepasan Cd dikali luas lubang A, dikalikan akar kuadrat dari 2 kali perbedaan tekanan ΔP dibagi densitas fluida ρ. Tab Solve mengatur ulang persamaan yang sama untuk mengisolasi area lubang atau perbedaan tekanan berdasarkan laju aliran target dan tiga nilai lainnya. Tab Koefisien Pelepasan menjalankan persamaan secara terbalik — berdasarkan laju aliran yang sebenarnya Anda ukur, tab ini akan mengisolasi Cd, sehingga Anda dapat mengkalibrasi lubang sebenarnya daripada mengasumsikan nilai yang ada di buku teks.
Masukan dan artinya
▸
Koefisien pelepasan Cd tidak berdimensi dan, untuk lubang standar yang bermata tajam (pelat tipis), biasanya turun antara 0,60 dan 0,65 — nozel dan venturis bulat yang dikerjakan dengan baik dapat mencapai 0,95-0,98 karena menghindari kehilangan vena-kontrakta yang tajam pada lubang biasa pada pelat. Luas lubang A (m²) adalah luas penampang lubang itu sendiri, bukan pipa yang ditempatinya. Perbedaan tekanan ΔP (Pa) adalah penurunan yang diukur pada lubang, biasanya dengan keran di bagian hulu dan hilir. Massa jenis fluida ρ (kg/m³) adalah sifat fluida — air memiliki massa sekitar 1.000 kg/m³, sedangkan gas sangat bervariasi menurut tekanan dan suhu. Dari jumlah tersebut, ΔP mempunyai efek yang paling lembut terhadap hasil: karena aliran bergantung pada akar kuadratnya, menggandakan penurunan tekanan hanya akan meningkatkan aliran sekitar 41%, bukan 100%.
Batasan dan kasus tepi
▸
Rumus ini mengasumsikan aliran fluida Newtonian yang stabil dan tidak dapat dimampatkan, serta koefisien pelepasan yang diketahui dari referensi standar (tabel pelat lubang ASME/ISO) atau dikalibrasi secara independen — kalkulator tidak memperoleh Cd dari geometri saja, karena nilai Cd sebenarnya bergantung pada bilangan Reynolds, lokasi tap, dan toleransi produksi dengan cara yang tidak dapat ditangkap sepenuhnya oleh rumus tunggal. Untuk aliran gas kompresibel pada rasio tekanan yang besar, faktor ekspansibilitas tambahan (Y) biasanya diterapkan di atas Cd, yang tidak termasuk dalam kalkulator ini. Perlakukan hasilnya di sini sebagai perkiraan teknis yang solid untuk aliran cairan dan aliran gas dengan rasio tekanan rendah, dan lihat standar pengukuran aliran ASME/ISO untuk aplikasi pengukuran presisi.
❓
Pertanyaan
Pertanyaan umum
6 pertanyaan▸
Apa rumus aliran lubang?+
Q = Cd·A·√(2ΔP/ρ), dengan Q adalah laju aliran volumetrik (m³/s), Cd adalah koefisien debit tak berdimensi, A adalah luas lubang (m²), ΔP adalah perbedaan tekanan melintasi lubang (Pa), dan ρ adalah massa jenis fluida (kg/m³).
Koefisien pelepasan apa yang harus saya gunakan?+
Lubang bermata tajam (pelat tipis) biasanya memiliki Cd ≈ 0,60-0,65. Lubang bermata persegi dengan keran sudut berjalan 0,60-0,80, dan nozel aliran bulat atau venturis dapat mencapai 0,90-0,98 karena menghindari kehilangan vena-kontrakta yang tajam pada lubang biasa. Jika Anda memiliki laju aliran terukur untuk instalasi spesifik Anda, tab Koefisien Pelepasan memungkinkan Anda menghitung kembali Cd sebenarnya alih-alih menebak-nebak.
Apakah kalkulator ini untuk mengukur aliran?+
Ya — persamaan pelat lubang adalah prinsip kerja di balik salah satu pengukur aliran industri yang paling umum. Mengingat ukuran lubang dan koefisien pelepasan yang diketahui, mengukur penurunan tekanan di seluruh lubang akan memberi tahu Anda laju aliran tanpa ada bagian yang bergerak.
Satuan apa yang digunakan kalkulator?+
Luas dalam meter persegi (m²), perbedaan tekanan dalam pascal (Pa), massa jenis dalam kilogram per meter kubik (kg/m³), dan koefisien debit tidak berdimensi. Laju aliran yang dihasilkan ditunjukkan dalam meter kubik per detik (m³/s) dan liter per menit (L/mnt).
Bisakah saya mencari luas lubang dan bukan laju aliran?+
Ya — tab Solve memungkinkan Anda memilih luas lubang atau perbedaan tekanan sebagai yang tidak diketahui, memasukkan laju aliran target dan koefisien pelepasan, luas/tekanan, dan kepadatan yang sesuai, dan kalkulator mengatur ulang persamaan untuk menemukan nilai yang hilang.
Apa itu vena kontrakta dan mengapa itu penting?+
Vena kontrakta adalah titik di bagian hilir lubang yang bermata tajam di mana aliran aliran mengalir ke bawah hingga penampang yang lebih kecil dari lubang lubang itu sendiri, sebelum melebar kembali ke luar. Penyempitan ini – ditambah kerugian gesekan – adalah alasan utama mengapa koefisien pelepasan kurang dari 1 untuk geometri bermata tajam, dan mengapa pembatasan berbentuk bulat atau venturi (yang menghindari vena kontrakta tajam) memiliki Cd yang lebih tinggi.
📄
Simpan & bagikan
Dapatkan PDF hasil dengan merek Calculover
Unduh PDF satu halaman berisi hasil Anda. Masukkan alamat email untuk menerima kiat kalkulator sesekali. Tanpa spam, dan Anda dapat berhenti berlangganan kapan saja. Privasi.