挑战
如果您走进当地的任何一家五金超市,您都会看到琳琅满目的软管。当我父亲最近想购买最好的软管来完成房屋壁板清洗项目时,他问了一个很好的问题。“软管的长度和直径是否会影响我从软管末端流出的水压?”当我向我的一位同事 Chuck Boiler 提出这个问题时,他想起了他童年时代的一个类似挑战,当时最大的问题是“选定的软管需要多快才能填满附近的‘doughboy 式’便携式设备”地面游泳池”,然后任何人都可以跳进去游泳?

有用的公式
好消息是方程式可以帮助我们找到这个答案。Hazen–Williams 方程式是园林设计师经常使用的一个流行方程式,因为它可以被修改以估计从管道到软管的所有东西的水流量。许多网站都提供软管的即插即用公式计算器,例如华盛顿州立大学提供的这个不错的计算器:( http://irrigation.wsu.edu/Content/Calculators/Residential/Garden-Hose-Flow.php ) .要使用此公式,您需要提供的只是软管直径、软管长度和起始水压,以便估算每分钟加仑的水流量。
公式 JMP 表设置
虽然计算出的数字结果很有帮助,但在想要比较多个事物(例如不同的软管配置和长度)时,图表会更好。好消息是您可以直接在 JMP 图形生成器中可视化实际公式!您需要做的就是将实际公式和相应的组件引入各个 Graph Builder 着陆区。为了回答关于水流量和时间的两个问题,我们在具有以下级别的 JMP 数据表中创建了以下列:
配方成分:
- 软管直径(英寸)(D):包括 .500、.625 和 .750 软管英寸直径选项。
- 水压 (PSI) (P) :包括 40、50 和 60 psi 起始水压选项。
- 软管长度(英尺)(L) :包括 25、75 和 100 英尺的软管长度选项。
- 12 x 24 泳池加仑(4 英尺平均深度)(体积) :填满典型的“doughboy”泳池大小所需的近似总加仑水
最终公式:
- 水流量 (gpm) (Q):软管的 Hazen-Williams 公式以每分钟加仑为单位输出水流量(请参见下面的公式)。

- 时间(分钟):修改水流量公式以计算我们典型的“doughboy”池的池填充时间(参见下面的公式)。

带有公式计算结果的最终 JMP 数据表:

在 Graph Builder 中可视化公式
现在我们的数据已经设置好了,让我们直观地回答我父亲的第一个问题,即他应该购买哪种软管才能为他的房屋壁板清洗项目获得最佳水流。
图形设置:软管流量
- 我们打开 JMP Graph Builder 并将水流量Y 左手轴着陆区上的公式列。
- 然后我们选择了公式顶部菜单中的图形元素。请注意,当我们还没有看到任何图形结果时,我们不应该惊慌,因为我们仍然需要将公式组件引入其他 Graph Builder 着陆区。
- 我们接下来添加了软管长度到底部 X 轴,水压力到顶部的 X 轴,和软管直径到图形生成器中的叠加着陆区。
- 此外,我们打开了积分图形元素并引入背景图片图像,使图形更具视觉冲击力!请注意,我父亲还想让大家知道,他现在可以接受任何寻找户外工具手模型的优惠!
分析结果:软管水流量

在我们上面的图表中,您可以看到水流速度确实随着时间的推移而减弱,性能最好的软管具有更短的长度和更大的直径。
这种流量损失是由于水摩擦软管的内侧(公式中已考虑)造成的。因此,对于我父亲的初始水压为 40 psi 的项目,直径为 0.750(3/4)英寸的 25 英尺软管将提供最佳性能!但是,Chuck 童年的白日梦是什么?减少游泳池注水时间以便我们可以开始游泳?
图形设置:按软管水流量的填充时间
- 在这里我们替换了时间(分钟)将公式修改为左侧 Y 轴并确保我们选择了公式图元素。
- 然后我们都出水压 (PSI) (P)和12 x 24 泳池花园(4 英尺平均深度)(卷)列进入顶部 X 轴着陆区。
- 此外,我们再次打开积分图形元素并放入背景图片图像,以形成更具吸引力的视觉效果。
分析结果:按软管水流量的填充时间

在我们的上图中,无论软管直径如何,当您选择更长的软管时,您确实可以看到所需的额外等待时间加倍的效果!
所以。下次您想要可视化公式时,请试用 JMP 图形生成器中的公式图形元素。我也希望您在选择软管方面学到了更多知识,这样您也可以“最大限度地浸泡”!如果您想访问这些共享图表甚至下载数据,请参阅以下内容JMP公共: https://public.jmp.com/packages/yjvzfb3VJl75RTZl8ZZwh .另请查看如何在画廊中的 JMP 图片可用的演示系列社区.JMP.com : https://community.jmp.com/t5/forums/searchpage/tab/message?advanced=false&allow_punctuation=false&q=pictures%20from%20the%20gallery .