Manningin putkivirtauskalkulaattori
Laske pyöreiden putkien virtausnopeudet ja ominaisuudet Manningin kaavan avulla ilmaisella laskimellamme.
Additional Information and Definitions
Putken halkaisija $d_0$
Putken sisäinen halkaisija. Tämä on etäisyys putken sisäpuolella.
Manningin karkea $n$
Edustaa putken sisäpinnan karheutta. Korkeammat arvot tarkoittavat karheampaa pintaa, mikä lisää kitkaa ja vaikuttaa virtaukseen.
Paine-ero $S_0$
Energiagradientti tai hydraulisen tason kaltevuus ($S_0$). Se edustaa energian häviämisen nopeutta putken pituusyksikköä kohti.
Paine-eron yksikkö
Valitse paine-eron ilmaisemiseen käytettävä yksikkö. 'nousu/juoksu' on suhde, kun taas '% nousu/juoksu' on prosentti.
Suhteellinen virtaussyvyys $y/d_0$
Virtaussyvyyden ja putken halkaisijan suhde, joka osoittaa, kuinka täynnä putki on. Arvo 1 (tai 100%) tarkoittaa, että putki on täynnä.
Suhteellisen virtaussyvyyden yksikkö
Valitse suhteellisen virtaussyvyyden ilmaisemiseen käytettävä yksikkö. 'osuus' on desimaali (esim. 0.5 puolilleen), kun taas '%' on prosentti.
Pituuden yksikkö
Valitse pituusmittauksille käytettävä yksikkö.
Optimoi hydrauliset suunnitelmasi
Analysoi ja laske virtausominaisuuksia pyöreille putkille parantaaksesi insinööriprojekteja.
Kokeile toista insinööritiede laskinta...
Hihnapyörän pituuden laskin
Löydä tarvittava hihnapituus avoimelle hihnavetomekanismille, jossa on kaksi hihnapyörää.
Säteen Vääntymislaskuri
Laske vääntymistä ja voimia yksinkertaisesti tuetuissa säteissä pistekuormien alla.
Kallistuvan pinnan voiman laskin
Määritä voiman komponentit massalle kaltevalla pinnalla painovoiman alla.
Putken painolaskuri
Laske tyhjän putkiosan arvioitu paino suunnittelua varten.
Ymmärtäminen Manningin putkivirtauskalkulaatioista
Manningin kaavaa käytetään laajalti hydraulisessa insinööritieteessä virtausominaisuuksien laskemiseen avokanavissa ja putkissa. Tässä ovat avaintermien ja käsitteiden liittyvät putkivirtausanalyysiin:
Manningin kaava:
Empiirinen kaava, jota käytetään arvioimaan nesteen keskimääräistä nopeutta, joka virtaa kanavassa, joka ei täysin sulje nestettä, eli avokanavavirtausta.
Putken halkaisija:
Putken sisäinen halkaisija, joka on etäisyys putken sisäpuolella.
Manningin karkea kerroin:
Kerroin, joka edustaa putken sisäpinnan karheutta. Korkeammat arvot tarkoittavat karheampaa pintaa, mikä lisää kitkaa ja vaikuttaa virtaukseen.
Paine-ero:
Tunnetaan myös hydraulisena gradienttina tai energian kaltevuutena, se edustaa energian häviämisen nopeutta putken pituusyksikköä kohti.
Suhteellinen virtaussyvyys:
Virtaussyvyyden ja putken halkaisijan suhde, joka osoittaa, kuinka täynnä putki on. Arvo 1 (tai 100%) tarkoittaa, että putki on täynnä.
Virtausala:
Virtaavan veden poikkipinta-ala putkessa.
Kasteltu ympärysmitta:
Putken pinnan pituus, joka on kosketuksessa veden kanssa.
Hydraulinen säde:
Virtausalan ja kastellun ympärysmitan suhde, keskeinen parametri hydraulisissa laskelmissa.
Yläleveys:
Veden pinnan leveys virran yläosassa.
Nopeus:
Veden keskimääräinen nopeus, joka virtaa putken läpi.
Nopeuspää:
Nesteen vastaava korkeus, joka tuottaisi saman paineen kuin virran kineettinen energia.
Froude-luku:
Ulkomittainen luku, joka osoittaa virtausregiimin (alhaisempi, kriittinen tai ylikriittinen).
Leikkauksen jännitys:
Virran aiheuttama voima pinta-alaa kohti putken pinnalla.
Virtausnopeus:
Veden määrä, joka kulkee pisteen ohi putkessa aikayksikköä kohti.
Täysi virtaus:
Virtausnopeus, kun putki on täysin täynnä.
5 hämmästyttävää faktaa nestevirrasta
Nestevirran tiede muokkaa maailmaamme kiehtovilla tavoilla. Tässä on viisi uskomatonta faktaa siitä, miten vesi liikkuu putkien ja kanavien läpi!
1.Luonnon täydellinen suunnittelu
Joet muodostavat luonnollisesti sivujokia tarkasti 72 asteen kulmassa - sama kulma, joka löytyy Manningin laskelmista. Tämä matemaattinen harmonia näkyy kaikkialla lehtisuonista verisuoniin, mikä viittaa siihen, että luonto löysi optimaalisen neste-dynamiikan kauan ennen ihmisiä.
2.Karhea totuus
Vastoin intuitiota golfpallon kaltaiset kuopat putkissa voivat itse asiassa vähentää kitkaa ja parantaa virtausta jopa 25%. Tämä löytö mullisti modernin putkisuunnittelun ja inspiroi 'älypintojen' kehittämistä nesteinsinööritieteessä.
3.Muinaisen insinöörin nerous
Roomalaiset käyttivät Manningin periaatetta 2000 vuotta sitten tietämättään matematiikasta. Heidän akveduktinsa oli tarkka 0,5% kaltevuus, joka melkein täydellisesti vastaa nykyaikaisia insinöörilaskelmia. Jotkut näistä akvedukteista toimivat edelleen tänään, todistaen niiden nerokasta suunnittelua.
4.Superliukas tiede
Tutkijat ovat kehittäneet ultra-liukkaita putkivuorauksia, jotka on inspiroitu lihansyöjäkasveista. Nämä bio-inspiroituneet pinnat voivat vähentää pumppauksen energiakustannuksia jopa 40% ja ovat itse puhdistuvia, mikä voi mullistaa vesirakenteet.
5.Vortex-mysteeri
Vaikka monet uskovat, että vesi kiertää aina vastakkaisiin suuntiin pallonpuoliskojen yli, totuus on monimutkaisempaa. Coriolis-ilmiö vaikuttaa vain suurimittakaavaiseen veden liikkeeseen. Tyypillisissä putkissa ja viemäreissä veden sisäänoton muoto ja suunta vaikuttavat paljon voimakkaammin kiertymissuuntaan!