Как рассчитать расход и скорость жидкости на выходе из садового накопительного бака?

Я бы просто изменил уравнение Бернулли для несжимаемой жидкости

$$p_i + \rho g h_i + \frac{\rho u_i^2}{2} = const$$

для учета потерь давления $\Delta p_j$соответствующие трению трубы и, возможно, входным потерям и потерям от пары изгибов колена 45° из-за изогнутой трубы

$$p_1 + \rho g h_1 + \frac{\rho u_1^2}{2} = p_2 + \rho g h_2 + \frac{\rho u_2^2}{2} + \underbrace{\sum\limits_j \Delta p_j}_\text{Losses}.$$

где в вашем случае$p_1 = p_2 = p_0$это атмосферное давление и$h_1 = h$и$h_2 = 0$. Вы можете найти соответствующие эмпирические значения K для соответствующих потерь в литературе . Скорее всего сечение танка$A_1$значительно больше трубы$A_2$и, следовательно, вы можете предположить, что$u_1 \approx 0$, иначе вы могли бы использовать уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости

$$A_1 u_1 = A_2 u_2$$

определить корреляцию между скоростями в двух поперечных сечениях.

Только с учетом турбулентного течения в прямой трубе с соответствующим трением в трубе этот член падения давления дается

$$\Delta p = \underbrace{f \frac{L}{D}}_K \frac{\rho u_2^2}{2}$$

где коэффициент трения$f$зависит от числа Рейнольдса внутри трубы диаметром$D$и длина$L$и жидкость с кинематической вязкостью $\nu$(для воды$10^{-6} \frac{m^2}{s}$)

$$Re_D := \frac{u_2 D}{\nu}$$

и шероховатости поверхности и, следовательно, уравнение

$$g h + \left( \frac{A_2}{A_1} \right)^2 \frac{u_2^2}{2} = \frac{u_2^2}{2} + f \frac{L}{D} \frac{u_2^2}{2}.$$

необходимо решать итеративно для$u_2$. Вторым членом снова можно пренебречь, если$A_1 >> A_2$.