حاسبة تدفق الأنابيب مانينغ
احسب معدلات التدفق وخصائص الأنابيب الدائرية باستخدام معادلة مانينغ مع حاسبتنا المجانية.
Additional Information and Definitions
قطر الأنبوب $d_0$
القطر الداخلي للأنبوب. هذه هي المسافة عبر داخل الأنبوب.
خشونة مانينغ $n$
يمثل خشونة السطح الداخلي للأنبوب. القيم الأعلى تشير إلى سطح أكثر خشونة، مما يزيد من الاحتكاك ويؤثر على التدفق.
ميل الضغط $S_0$
التدرج الطاقي أو ميل خط الدرجة الهيدروليكية ($S_0$). يمثل معدل فقدان الطاقة لكل وحدة طول من الأنبوب.
وحدة ميل الضغط
اختر الوحدة للتعبير عن ميل الضغط. 'ارتفاع/انحدار' هو نسبة، بينما '% ارتفاع/انحدار' هو نسبة مئوية.
عمق التدفق النسبي $y/d_0$
نسبة عمق التدفق إلى قطر الأنبوب، مما يشير إلى مدى امتلاء الأنبوب. قيمة 1 (أو 100%) تعني أن الأنبوب يعمل بكامل طاقته.
وحدة عمق التدفق النسبي
اختر الوحدة للتعبير عن عمق التدفق النسبي. 'كسر' هو عدد عشري (مثل 0.5 لنصف ممتلئ)، بينما '%' هو نسبة مئوية.
وحدة الطول
اختر الوحدة لقياسات الطول.
قم بتحسين تصميماتك الهيدروليكية
قم بتحليل وحساب خصائص التدفق للأنابيب الدائرية لتحسين مشاريعك الهندسية.
Loading
فهم حسابات تدفق الأنابيب مانينغ
تستخدم معادلة مانينغ على نطاق واسع في الهندسة الهيدروليكية لحساب خصائص التدفق في القنوات المفتوحة والأنابيب. إليك المصطلحات والمفاهيم الرئيسية المتعلقة بتحليل تدفق الأنابيب:
معادلة مانينغ:
صيغة تجريبية تُستخدم لتقدير متوسط سرعة السائل المتدفق في قناة لا تحيط بالسائل بالكامل، أي تدفق القنوات المفتوحة.
قطر الأنبوب:
القطر الداخلي للأنبوب، وهو المسافة عبر داخل الأنبوب.
معامل خشونة مانينغ:
معامل يمثل خشونة السطح الداخلي للأنبوب. القيم الأعلى تشير إلى سطح أكثر خشونة، مما يزيد من الاحتكاك ويؤثر على التدفق.
ميل الضغط:
يُعرف أيضًا بالتدرج الهيدروليكي أو ميل الطاقة، ويمثل معدل فقدان الطاقة لكل وحدة طول من الأنبوب.
عمق التدفق النسبي:
نسبة عمق التدفق إلى قطر الأنبوب، مما يشير إلى مدى امتلاء الأنبوب. قيمة 1 (أو 100%) تعني أن الأنبوب يعمل بكامل طاقته.
مساحة التدفق:
المساحة العرضية للمياه المتدفقة داخل الأنبوب.
المحيط المبلل:
طول سطح الأنبوب الملامس للمياه.
نصف القطر الهيدروليكي:
نسبة مساحة التدفق إلى المحيط المبلل، وهو معلم رئيسي في الحسابات الهيدروليكية.
عرض القمة:
عرض سطح المياه في أعلى التدفق.
السرعة:
متوسط سرعة المياه المتدفقة عبر الأنبوب.
ارتفاع السرعة:
الارتفاع المعادل للسائل الذي سينتج نفس الضغط مثل الطاقة الحركية للتدفق.
رقم فroud:
رقم بلا أبعاد يشير إلى نظام التدفق (دون الحرج، حرج، أو فوق الحرج).
إجهاد القص:
القوة لكل وحدة مساحة التي تمارسها التدفق على سطح الأنبوب.
معدل التدفق:
حجم المياه التي تمر عبر نقطة معينة في الأنبوب لكل وحدة زمن.
التدفق الكامل:
معدل التدفق عندما يكون الأنبوب يعمل بكامل طاقته.
5 حقائق مذهلة عن تدفق السوائل
تشكل علم تدفق السوائل عالمنا بطرق مثيرة. إليك خمس حقائق مذهلة حول كيفية تحرك المياه عبر الأنابيب والقنوات!
1.تصميم الطبيعة المثالي
تشكل أنظمة الأنهار بشكل طبيعي روافد بزاوية دقيقة تبلغ 72 درجة - نفس الزاوية الموجودة في حسابات مانينغ. تظهر هذه التناغم الرياضي في كل مكان من عروق الأوراق إلى الأوعية الدموية، مما يشير إلى أن الطبيعة اكتشفت ديناميات السوائل المثلى قبل فترة طويلة من البشر.
2.الحقيقة الخشنة
بشكل غير بديهي، يمكن أن تقلل الديمبل مثل كرات الغولف في الأنابيب من الاحتكاك وتحسن التدفق بنسبة تصل إلى 25%. أحدث هذا الاكتشاف ثورة في تصميم خطوط الأنابيب الحديثة وألهم تطوير 'أسطح ذكية' في هندسة السوائل.
3.عبقرية الهندسة القديمة
استخدم الرومان مبدأ مانينغ قبل 2000 عام دون معرفة الرياضيات. كانت قنواتهم ذات ميل دقيق يبلغ 0.5%، مما يتطابق تقريبًا مع حسابات الهندسة الحديثة. لا تزال بعض هذه القنوات تعمل اليوم، مما يشهد على تصميمها الرائع.
4.علم زلق للغاية
طور العلماء طلاءات أنابيب فائقة الانزلاق مستوحاة من نباتات الفخاخ آكلة اللحوم. يمكن أن تقلل هذه الأسطح المستوحاة من الطبيعة من تكاليف ضخ الطاقة بنسبة تصل إلى 40% وهي ذاتية التنظيف، مما قد يحدث ثورة في بنية المياه التحتية.
5.لغز الدوامة
بينما يعتقد الكثيرون أن المياه تدور دائمًا في اتجاهات متعاكسة عبر نصف الكرة، فإن الحقيقة أكثر تعقيدًا. يؤثر تأثير كوريوليس فقط على حركة المياه على نطاق واسع. في الأنابيب والمصارف النموذجية، يكون شكل واتجاه مدخل المياه له تأثير أقوى بكثير على اتجاه الدوامة!