Multiplicar velocidade vezes da água a densidade da água e dividir o resultado por a viscosidade da água . Para o quarto de temperatura da água - cerca de 20 graus Celsius ou 70 graus Fahrenheit - use 998,2 kg /m ^ 3 para a densidade e 0,001 Ns /m ^ 2 para a viscosidade . Olhe a densidade e viscosidade em gráficos de densidade e viscosidade para as outras temperaturas. Com uma velocidade de 0,005 m /s à temperatura ambiente , o cálculo é ( 0,005 m /s ) * ( 998,2 kg /m ^ 3 ) /( 0,001 Ns /m ^ 2 ) = 4991 /m .
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Multiplicar as vezes do factor de forma das partículas do diâmetro do grão , em metros , para cada camada do filtro de areia rápido . Use 1 para o fator de forma das partículas de areia esférica , 0,73 para a areia angular ou carvão triturado , 0,89 para a areia gasta, 0,65 para vidro moído e 0,28 para flocos de mica . Se o filtro tem uma camada de carvão esmagado com um diâmetro de partícula de 0.0005m , uma camada de areia gasta com um diâmetro de partícula de 0,0008 m e a camada de areia esférica com um diâmetro de partícula de 0,005 m , por exemplo , os respectivos resultados são 0,73 * ( 0.0005m ) = 0.000365m , 0,89 * ( 0.0008m ) = 0.000712m , e 1 * ( 0,005 ) = 0,005 m .
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Multiplique a forma de partículas e diâmetro dos grãos os valores para cada camada do filtro com o resultado da etapa 1 para encontrar o número de Reynold para cada camada . Por exemplo , o número de Reynold para a camada de carvão seria esmagado ( 4991 /m ) * ( 0.000365m ) = 1,82 . Números de Reynolds para as camadas de areia desgastados e esféricas seria 3,55 e 24,96 , respectivamente.
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Subtrair a porosidade de cada camada de filtro de um , dividir pelo número do Reynold para essa camada , multiplique por 150 e adicionar 1.75 para obter o coeficiente de atrito para cada camada . Se o carvão esmagado tinha uma porosidade de 0,45 , por exemplo , o coeficiente de atrito para que a camada seria de [ 150 * ( 1-0,45 ) ] /1,82 + 1,75 = 47,1 . Se as porosidades das camadas de areia desgastados e esféricos foram de 0,55 e 0,65 , os respectivos coeficientes de atrito seria 20,77 e 3,85 .
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Cube a porosidade para cada camada de filtro , em seguida, multiplicar o resultado pela partícula factor de forma e do diâmetro do grão para essa camada . Para a camada de carvão esmagado , o resultado seria [ ( 0,45 ) ^ 3 ] * 0,73 * = 0.0005m 0.00003m . Os resultados para as camadas de areia desgastados e esféricas seria 0.00012m e 0.00137m .
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Subtrair a porosidade de cada camada de um e multiplicar o resultado pelo factor de atrito e profundidade para essa camada , em seguida, divida pelo resultado do Passo 5 Se a camada de carvão esmagado tem uma profundidade de 1,5 m , o cálculo é [ (1 - 0,45) * 47,1 * 1,5 m ] /0.00003m = 1295250 . Se as camadas desgastadas e esféricas de areia cada um tinha uma profundidade de 1m, os resultados seriam 77.887 e 984, respectivamente
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Adicionar juntos os resultados de Passo 6 Por exemplo, 1.295.250 + 77.887 + 984 . .
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= 1374121 Quadradas a velocidade do fluxo de água completa o filtro e dividir o resultado pela aceleração da gravidade - 9,81 m /s ^ 2 . Para uma velocidade de 0,005 /s , [ ( 0,005 m /s ) ^ 2 ] = /9.81m/s^2 0.000003m .
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multiplicar o resultado do Passo 7 do resultado de passo 8 para determinar a perda total de cabeça no filtro de areia rápido . Por exemplo, 1374121 * 0.000003m equivale a uma perda de carga de 4,1 m .