流量计算器

填入体积与时间,按「Q = 体积 ÷ 时间」算出升每分钟,一次折成立方米每小时、升每秒、美制与英制加仑每分钟;也可以反过来,选管道公称直径、填流速,用「Q = A × v」反推流量,并附上水在二十摄氏度下的雷诺数判断流态。两种口径算出来的都是 L/min,但含义完全不同,本页把它们放在同一处对照。数据在浏览器本地计算,不上传。

—

计算公式:Q(L/min) = 体积(L) ÷ 时间(min);m³/h = Q × 60 ÷ 1000;L/s = Q ÷ 60;US GPM = Q ÷ 3.785411784;UK GPM = Q ÷ 4.54609;A = π × (d/2)²;Q(L/min) = A × v × 1000 × 60;Re = v × d ÷ ν

本页的核心结论:同一个 200 L/min,用美制口径是 52.8344 GPM,用英制口径只有 43.9938 GPM,差了近 20%;而要让 DN50 的管道过这个流量,流速得提到 1.6977 m/s,此时雷诺数落在充分发展的湍流区。

使用方法

  1. 先在「算法口径」里选取数方式:默认「体积 ÷ 时间」,适合用量筒、水表或水箱刻度取数;选「管道流速反推流量」则按管径与流速算流量。
  2. 体积填升(L),示例 1000;时间填分钟(min),示例 5。两栏都只认正数,填 0 或负数会给出具体提示。
  3. 管道口径下,先在下拉里选公称直径 DN25 到 DN200,再填流速(m/s),示例 1.5。管径没选时提示「请先选择管道公称直径」,流速超出 0.01 到 30 也会被拦下。
  4. 结果区一次给出五个单位:升每分钟、立方米每小时、升每秒、美制加仑每分钟、英制加仑每分钟;管道口径还会补上截面积与雷诺数。
  5. 光标停在体积框里按回车即可重算;改动任一输入框或下拉也会立即重算,「重置」恢复成 1000 与 5。
  6. 下方对照表默认展开前六行,「加载更多」展开其余六行;「复制对照表」复制 TSV,「导出 CSV」下载带 UTF-8 BOM 的文件。

这个流量计算器能解决什么问题

这个流量计算器解决的是两件常被混为一谈的事:一是「一段时间里一共流过了多少」,二是「管道里此刻流得多快」。前者用体积除以时间就能得到,后者必须知道管径与流速。两个口径算出来的数都是 L/min,但一个是平均值、一个是瞬时换算值,用错了场景就会选错泵或选错管子。这个工具在本站也叫流量比率计算器,名字里的「比率」指的是体积与时间之比,并不是两张尺寸的比值。

第一件事的典型场景是水箱放空、灌溉时段用水量、水泵标定。一只 1000 L 的水箱 5 分钟放空,得到的是这 5 分钟的平均流量 200 L/min,折合 12 m³/h。这个数可以直接拿去选泵、核对水表,但它回答不了「DN50 的管子够不够」——那是第二件事。

第二件事是管道法:DN50 的管子在 1.5 m/s 流速下过 176.7146 L/min,想让它过 200 L/min,流速得提到 1.6977 m/s。同一根管子上流量与流速成正比,流量翻一倍流速也翻一倍;换一根更粗的管子,同样的流速能过多得多的量,因为截面积按直径的平方增长。本页把两种口径放在同一页,就是为了让这两个数能互相对照,而不是各自算各自的。

与同一分类下的兄弟页分工也清楚:速度计算器算位移除以时间,比例计算器处理比值关系,圆柱体积计算器回答「容器装得下多少」;它们都不涉及「每单位时间流过多少」,这个口径只有本页。

还有一层是工程惯例:水系统的常用流速在 1 到 3 m/s,低于 1 容易沉积,高于 3 噪声与磨损都明显上升。本页在管道口径里额外给出雷诺数,是为了让你判断流速落在什么流态,而不是用它去改流量。

计算原理与变量说明

本页涉及的量不多,但每个都有明确的单位口径,先列清楚:

七条公式原样写下来就是 Q(L/min) = 体积(L) ÷ 时间(min)、m³/h = Q × 60 ÷ 1000、L/s = Q ÷ 60、US GPM = Q ÷ 3.785411784、UK GPM = Q ÷ 4.54609、A = π × (d/2)²、Q(L/min) = A × v × 1000 × 60。反解也常用:已知流量求流速用 v = Q ÷ (A × 1000 × 60);已知流量与目标流速选管径,用 d = 2 × √(Q ÷ (v × 1000 × 60 × π)) 算完再往上取标准公称直径。

一、体积除以时间只给出平均流量。 这个口径把整个时段抹平了:1000 L 在 5 分钟里流完,前 30 秒可能已经流掉 200 L,后 1 分钟只在滴。往复泵、隔膜泵、呼吸式出水这类本身就脉动的源,用平均流量去选管径会偏小,峰值要另取瞬时值(用更短的计时窗口再算一次)。

二、美制加仑与英制加仑不是同一个单位。 1 美制加仑等于 3.785411784 L,1 英制加仑等于 4.54609 L,两者相差约 20%。同一个 200 L/min,折成美制是 52.8344 GPM,折成英制只有 43.9938 GPM,差了近 9 个数值单位。泵与喷嘴的样本常常按产地标 GPM,把英制口径的产品当成美制去选型,管子与泵会整整选小一号。区分办法是看样本标注:写 US GPM 的是美制,英联邦旧样本多用英制。

三、Q = A × v 里的 v 是截面平均流速。 管内真实的速度分布并不均匀:层流时呈抛物线,管中心约为平均流速的 2 倍,贴壁处趋近于 0;湍流时分布被横向掺混拉平,中心约为平均值的 1.2 倍左右。工程计算与本页的 v 一律取截面平均流速。所以用毕托管在管中心测到 3 m/s 不能直接填进本页,它对应约 1.5 m/s 的平均流速,直接填会把流量算高一倍。

四、雷诺数只是流态判据,不参与流量计算。 Re = v × d ÷ ν 里的 ν 是流体在该温度下的运动粘度,本页固定取 20 ℃ 的水 1.004e-6 m²/s;水温降下来,ν 会明显变大,同一流速与管径下的 Re 随之变小。判据是 Re 小于 2300 为层流、2300 到 4000 为过渡区、大于 4000 为湍流。本页给出它是为了提示流速是否常见:水系统常用 1 到 3 m/s,DN50 在 1.5 m/s 时 Re 已达 74701,属充分发展的湍流。

完整示例(数值仅作演示)

示例条件:一只水箱 5 分钟放空 1000 L,管道口径按 DN50 复核,结果均由本页算法复算得到。

上面每个数字都由页面算法算出,把同样参数填进工具区即可得到相同结果;示例数值均为演示。

流量与管道流速对照表

工具区里那张十二行的表是体积与时间对照,行内给出 L/min、m³/h 与美制 GPM,第三行是本页默认示例:1000 L 用 5 分钟正好 200 L/min。500 L 用 10 分钟与 1000 L 用 20 分钟得到的都是 50 L/min,流量只取决于比值。下面三张表依次给出管道法、同一管径下的流速扫描与纯单位换算。

第一张表是管道法的七行口径,按公称直径与流速给出截面积、流量与雷诺数。截面积随直径按平方增长,DN100 的截面积是 DN50 的 4 倍。

公称直径流速 m/s截面积 m²Q L/min雷诺数 Re
DN2510.000490929.452424900
DN501.50.0019635176.714674701
DN5020.0019635235.619499602
DN801.50.0050265452.3893119522
DN10020.007854942.4778199203
DN1502.50.01767152650.7188373506
DN20030.03141595654.8668597610

第二张表固定 DN50,只改流速,用来看「同一根管子多快算快」。流速从 0.5 提到 3 m/s,流量从 58.9049 涨到 353.4292 L/min,正好 6 倍,与流速的倍数一致;雷诺数同步从 24900 涨到 149403,全程都在湍流区。日常水系统把流速压在 1 到 3 m/s,对应的就是中间几行。

流速 m/sQ L/min雷诺数 Re流态
0.558.904924900湍流
1117.809749801湍流
1.5176.714674701湍流
2235.619499602湍流
2.5294.5243124502湍流
3353.4292149402湍流

第三张表是纯单位换算,横向读一行的五个口径。看最后两列最直观:同一个流量,美制 GPM 永远比英制 GPM 大约 20%,200 L/min 这一行是 52.8344 对 43.9938。

L/minm³/hL/sUS GPMUK GPM
5030.833313.208610.9985
10061.666726.417221.9969
200123.333352.834443.9938
30018579.251665.9908
500308.3333132.086109.9846
10006016.6667264.1721219.9692

结果边界、舍入与适用说明

常见问题

体积除以时间算出来的数,能当瞬时流量用吗?

不能。它是整个计时窗口的平均值:1000 L 用 5 分钟得 200 L/min,不代表每一秒都按这个速率流。要看瞬时值就缩短计时窗口重算一次,脉动明显的源取峰值时段单独算。

美制 GPM 和英制 GPM 差多少,我该看哪个?

大约差 20%。200 L/min 折美制是 52.8344 GPM,折英制是 43.9938 GPM。看样本标注:写 US GPM 的是美制,英联邦旧样本多用英制。选错会让泵与管径整整差一个规格。

管道法里的流速该填多少?

水系统常用 1 到 3 m/s:低于 1 容易沉积,高于 3 噪声与磨损明显上升。本页默认 1.5 m/s 就是这个区间的中间值。填完看雷诺数,DN50 在 1.5 m/s 时 Re 为 74701,属充分发展的湍流。

雷诺数会不会影响算出来的流量?

不会。流量由 Q = A × v 决定,Re = v × d ÷ ν 只是流态判据,用来判断层流(小于 2300)、过渡区(2300 到 4000)还是湍流(大于 4000),它不进入流量的计算式。给它是为了提示流速是否落在常见区间。

DN50 从 1.5 提到 2 m/s,流量为什么只涨三成?

因为涨幅与流速的涨幅一致:176.7146 × (2 ÷ 1.5) = 235.6194,涨了 33.3%。感觉「不该这么少」往往是同时放大了管径——截面积按直径的平方增长,DN50 换 DN100 才是 4 倍。管径与流速是两个独立的杠杆。

家里水表读数是立方米,怎么和本页对上?

用结果里的 m³/h 那一栏直接比,1 m³ 就是 1000 L。想估算一段时间用了多少水,把 m³/h 乘上小时数;想核对水表走字,就按「接满一个已知容积的容器并计时」的方式用体积除以时间的口径算一次。

这个工具免费吗?

免费,无需注册即可使用。

输入的数据安全吗?

安全。计算在当前浏览器本地完成,不会上传输入内容。

相关工具