把满流的圆形管道看作一根等截面水管:单位时间流过某断面的体积(体积流量 Q)等于该断面的过流面积 A 乘以断面平均流速 v。这就是不可压缩流体的连续性方程。
过流断面积 A = π/4 × 内径²(内径取米)体积流量 Q = A × v =(π/4)× 内径² × 流速平均流速 v = Q ÷ A所需内径 d = √(4 × A ÷ π) = √(4 × Q ÷ v ÷ π)
单位换算:1 m³/s = 3600 m³/h = 1000 L/s = 60000 L/min = 86400 m³/d。 输入时内径用毫米、流速用米/秒,流量可任选单位,工具内部统一换算为 m³/s 再输出全部单位。
算例:内径 100 mm = 0.1 m,断面积 A = π/4 × 0.1² ≈ 0.0078540 m²。若平均流速 v = 1.5 m/s,则 Q = 0.0078540 × 1.5 ≈ 0.011781 m³/s ≈ 42.41 m³/h ≈ 11.78 L/s。反过来,若目标流量 40 m³/h(≈ 0.011111 m³/s)、期望流速 1.5 m/s,则 A = 0.011111 ÷ 1.5 ≈ 0.007407 m²,内径 = √(4 × 0.007407 ÷ π) ≈ 0.0971 m ≈ 97 mm,据此向上选最接近的标准管径。所有面积与开方均用高精度十进制计算。
适用边界:本模型为满流、圆断面的理想连续性计算,不含沿程摩擦与局部(弯头、阀门)水头损失、高差与压力,也不适用于非满流的重力流(应改用曼宁公式)。要计算压降与泵扬程,请另用达西—魏斯巴赫或海曾—威廉(Hazen-Williams)等水力公式。