محاسبه جریان لوله مانی
نرخهای جریان و ویژگیهای لولههای گرد را با استفاده از معادله مانی با ماشین حساب رایگان ما محاسبه کنید.
Additional Information and Definitions
قطر لوله $d_0$
قطر داخلی لوله. این فاصلهای است که درون لوله قرار دارد.
زبری مانی $n$
نمایانگر زبری سطح داخلی لوله است. مقادیر بالاتر نشاندهنده سطح زبرتر است که اصطکاک را افزایش میدهد و بر جریان تأثیر میگذارد.
شیب فشار $S_0$
شیب انرژی یا شیب خط درجه هیدرولیکی ($S_0$). این نمایانگر نرخ از دست دادن انرژی به ازای هر واحد طول لوله است.
واحد شیب فشار
واحدی را برای بیان شیب فشار انتخاب کنید. 'افزایش/کاهش' یک نسبت است، در حالی که '% افزایش/کاهش' یک درصد است.
عمق جریان نسبی $y/d_0$
نسبت عمق جریان به قطر لوله، که نشاندهنده میزان پر بودن لوله است. مقدار 1 (یا 100%) به این معنی است که لوله کاملاً پر است.
واحد عمق جریان نسبی
واحدی را برای بیان عمق جریان نسبی انتخاب کنید. 'کسر' یک عدد اعشاری است (مثلاً 0.5 برای نیمه پر)، در حالی که '%' یک درصد است.
واحد طول
واحدی را برای اندازهگیری طول انتخاب کنید.
طراحیهای هیدرولیکی خود را بهینه کنید
ویژگیهای جریان لولههای گرد را تحلیل و محاسبه کنید تا پروژههای مهندسی خود را بهبود بخشید.
Loading
درک محاسبات جریان لوله مانی
معادله مانی به طور گستردهای در مهندسی هیدرولیک برای محاسبه ویژگیهای جریان در کانالها و لولهها استفاده میشود. در اینجا اصطلاحات و مفاهیم کلیدی مرتبط با تحلیل جریان لوله آورده شده است:
معادله مانی:
یک فرمول تجربی که برای برآورد سرعت متوسط مایع در حال جریان در یک کانال که مایع را به طور کامل در بر نمیگیرد، استفاده میشود، یعنی جریان کانال باز.
قطر لوله:
قطر داخلی لوله، که فاصلهای است که درون لوله قرار دارد.
ضریب زبری مانی:
یک ضریب که نمایانگر زبری سطح داخلی لوله است. مقادیر بالاتر نشاندهنده سطح زبرتر است که اصطکاک را افزایش میدهد و بر جریان تأثیر میگذارد.
شیب فشار:
همچنین به عنوان شیب هیدرولیکی یا شیب انرژی شناخته میشود، نمایانگر نرخ از دست دادن انرژی به ازای هر واحد طول لوله است.
عمق جریان نسبی:
نسبت عمق جریان به قطر لوله، که نشاندهنده میزان پر بودن لوله است. مقدار 1 (یا 100%) به این معنی است که لوله کاملاً پر است.
مساحت جریان:
مساحت مقطع عرضی آب در حال جریان درون لوله.
محیط مرطوب:
طول سطح لوله که با آب در تماس است.
شعاع هیدرولیکی:
نسبت مساحت جریان به محیط مرطوب، یک پارامتر کلیدی در محاسبات هیدرولیکی.
عرض بالا:
عرض سطح آب در بالای جریان.
سرعت:
سرعت متوسط آب در حال جریان درون لوله.
ارتفاع سرعت:
ارتفاع معادل مایعی که همان فشار را تولید میکند که انرژی جنبشی جریان دارد.
عدد فroud:
یک عدد بدون بعد که رژیم جریان را نشان میدهد (زیر بحرانی، بحرانی یا فوق بحرانی).
تنش برشی:
نیروی به ازای هر واحد سطح که توسط جریان بر روی سطح لوله وارد میشود.
نرخ جریان:
حجم آبی که در هر واحد زمان از یک نقطه در لوله عبور میکند.
جریان کامل:
نرخ جریانی که زمانی که لوله کاملاً پر است.
۵ واقعیت شگفتانگیز درباره جریان مایعات
علم جریان مایعات به طرز شگفتانگیزی دنیای ما را شکل میدهد. در اینجا پنج واقعیت شگفتانگیز درباره نحوه حرکت آب درون لولهها و کانالها آورده شده است!
1.طراحی کامل طبیعت
سیستمهای رودخانه به طور طبیعی در زاویه دقیقی برابر با ۷۲ درجه تشکیل میشوند - همان زاویهای که در محاسبات مانی یافت میشود. این هماهنگی ریاضی در همه جا از رگهای برگ تا رگهای خونی ظاهر میشود و نشان میدهد که طبیعت قبل از انسانها دینامیک مایعات بهینه را کشف کرده است.
2.حقیقت زبر
به طور غیرمعمول، فرورفتگیهای شبیه توپ گلف در لولهها میتوانند به طور واقعی اصطکاک را کاهش دهند و جریان را تا ۲۵٪ بهبود بخشند. این کشف طراحی مدرن لولهکشی را متحول کرد و الهامبخش توسعه 'سطوح هوشمند' در مهندسی مایعات شد.
3.نبوغ مهندسی باستان
رومیها ۲۰۰۰ سال پیش از اصل مانی بدون دانستن ریاضیات استفاده کردند. آکودکتهای آنها شیب دقیقی برابر با ۰.۵٪ داشتند که تقریباً به طور کامل با محاسبات مهندسی مدرن مطابقت دارد. برخی از این آکودکتها هنوز هم امروز کار میکنند که نشاندهنده طراحی درخشان آنهاست.
4.علم فوقالعاده لغزنده
دانشمندان پوششهای فوقالعاده لغزنده لولهها را بر اساس گیاهان گوشتخوار توسعه دادهاند. این سطوح الهامگرفته از طبیعت میتوانند هزینههای انرژی پمپاژ را تا ۴۰٪ کاهش دهند و خود تمیز شوند، که به طور بالقوه زیرساختهای آب را متحول میکند.
5.معماي گردابه
در حالی که بسیاری بر این باورند که آب همیشه در جهتهای مخالف در نیمکرهها میچرخد، حقیقت پیچیدهتر است. اثر کوریولیس تنها بر حرکت آب در مقیاس بزرگ تأثیر میگذارد. در لولهها و زهکشهای معمولی، شکل و جهت ورودی آب تأثیر بسیار قویتری بر جهت چرخش دارد!