我正在尝试设计一种材料便宜的水阀作为第一个原型。来自 PVC 管 (1) 的水流到达阀体，并通过铝格栅 (3) 到达水箱。当水位上升时，浮子会在点 (2) 处关闭进水口。 在此处输入图像描述
如何计算停止水流所需的浮力？而且，浮子的质量是多少？让我们回到基础；在这里，我提出了我一直在做的问题和一些数学，我想听听你的意见：
- 连接到 PVC 管 (2) 我有一根花园软管，水流压力为……49 kPa（我需要用压力计检查），我连接了一根 25 直径和 0.5 米长的 PVC 管. 假设浮子密封了 PVC 管的另一侧，所以我需要计算水流压力对浮子产生的力。
请注意我不是流体力学专家。
当我打开花园软管时，PVC管开始填充，所以基于这种情况：
P1+ρgh_1+(v^1 ρ)/2=P2+ρgh_2+(v^2 ρ)/2
如果我以 P1 的高度为参考，h=0，PVC 管和花园软管的直径相同（25 毫米），那么这些点的水流速度等于：
P1=P2+ρgh_2
因此，如果花园软管压力为 49 Kpa：
49000 kg/(ms^2 )=P2+9.8 m/(s^2 ) x 1000 kg/m^3 x 0.5 m
P2=53900 公斤/(ms^2 )
P2=53.9 千帕
好的，假设这个数学是正确的……现在我必须计算第 2 点对 PVC 管底部的力：
P=F/A
为了简化这个例子，我把PVC管的直径作为接触面积。
A=πr^2=π(〖0.025〗^2 )=0.002 m^2
F=107.8 牛
如果水流的压力产生 107.8 N 的力，我需要一个更高值的相反力来抵消它。那是对的吗？我的目标是找到一种能产生足够浮力的材料（质量；面积）来阻止水流过阀门并密封进水口，当水位下降时，浮阀会让水流继续通过填充水箱。