Manning cauruļu plūsmas kalkulators
Aprēķiniet plūsmas ātrumus un raksturlielumus apļveida caurēm, izmantojot Manning vienādojumu ar mūsu bezmaksas kalkulatoru.
Additional Information and Definitions
Caurules diametrs $d_0$
Caurules iekšējais diametrs. Tas ir attālums caurules iekšpusē.
Manning raupjums $n$
Pārstāv caurules iekšējās virsmas raupjumu. Augstākas vērtības norāda uz raupjāku virsmu, kas palielina berzi un ietekmē plūsmu.
Spiediena slīpums $S_0$
Enerģijas gradients vai hidrauliskās pakāpes līnijas slīpums ($S_0$). Tas pārstāv enerģijas zuduma ātrumu uz vienu caurules garuma vienību.
Spiediena slīpuma vienība
Izvēlieties vienību spiediena slīpuma izteikšanai. 'paaugstinājums/izvēršanās' ir attiecība, bet '% paaugstinājums/izvēršanās' ir procents.
Relatīvais plūsmas dziļums $y/d_0$
Plūsmas dziļuma un caurules diametra attiecība, kas norāda, cik pilna ir caurule. Vērtība 1 (vai 100%) nozīmē, ka caurule ir pilnībā piepildīta.
Relatīvā plūsmas dziļuma vienība
Izvēlieties vienību relatīvā plūsmas dziļuma izteikšanai. 'frakcija' ir decimāldaļa (piemēram, 0.5 pusē), bet '%' ir procents.
Garuma vienība
Izvēlieties vienību garuma mērījumiem.
Optimizējiet savus hidrauliskos projektus
Analizējiet un aprēķiniet plūsmas raksturlielumus apļveida caurēm, lai uzlabotu savus inženierijas projektus.
Loading
Izpratne par Manning cauruļu plūsmas aprēķiniem
Manning vienādojums ir plaši izmantots hidrauliskajā inženierijā, lai aprēķinātu plūsmas raksturlielumus atvērtos kanālos un caurulēs. Šeit ir galvenie termini un jēdzieni, kas saistīti ar cauruļu plūsmas analīzi:
Manning vienādojums:
Empīrisks formulas, ko izmanto, lai novērtētu vidējo šķidruma ātrumu, kas plūst caur kanālu, kas pilnībā nesatur šķidrumu, t.i., atvērtā kanāla plūsma.
Caurules diametrs:
Caurules iekšējais diametrs, kas ir attālums caurules iekšpusē.
Manning raupjuma koeficients:
Koeficients, kas pārstāv caurules iekšējās virsmas raupjumu. Augstākas vērtības norāda uz raupjāku virsmu, kas palielina berzi un ietekmē plūsmu.
Spiediena slīpums:
Tāpat kā hidrauliskais gradients vai enerģijas slīpums, tas pārstāv enerģijas zuduma ātrumu uz vienu caurules garuma vienību.
Relatīvais plūsmas dziļums:
Plūsmas dziļuma un caurules diametra attiecība, kas norāda, cik pilna ir caurule. Vērtība 1 (vai 100%) nozīmē, ka caurule ir pilnībā piepildīta.
Plūsmas laukums:
Plūstošā ūdens šķērsgriezuma laukums caurulē.
Mitrinātais perimetrs:
Caurules virsmas garums, kas saskaras ar ūdeni.
Hidrauliskais rādiuss:
Plūsmas laukuma un mitrinātā perimetra attiecība, kas ir galvenais parametrs hidrauliskajos aprēķinos.
Augšējais platums:
Ūdens virsmas platums plūsmas augšdaļā.
Ātrums:
Vidējais ūdens ātrums, kas plūst caur cauruli.
Ātruma galva:
Atbilstoša šķidruma augstuma, kas radītu tādu pašu spiedienu kā plūsmas kinētiskā enerģija.
Froude skaitlis:
Dimensiju skaitlis, kas norāda plūsmas režīmu (subkritiska, kritiska vai superkritiska).
Šķērsgriezuma spriedze:
Spēks uz vienu laukuma vienību, ko plūsma izsaka uz caurules virsmas.
Plūsmas ātrums:
Ūdens tilpums, kas pārvietojas caur punktu caurulē vienā laika vienībā.
Pilna plūsma:
Plūsmas ātrums, kad caurule ir pilnībā piepildīta.
5 pārsteidzoši fakti par šķidruma plūsmu
Šķidruma plūsmas zinātne veido mūsu pasauli aizraujošos veidos. Šeit ir pieci neticami fakti par to, kā ūdens pārvietojas caur caurulēm un kanāliem!
1.Dabas perfektais dizains
Upju sistēmas dabiski veido pietekas precīzā 72 grādu leņķī - tādā pašā leņķī, kāds atrodams Manning aprēķinos. Šī matemātiskā harmonija parādās visur, sākot no lapu vēnām līdz asinsvadiem, liekot domāt, ka daba atklāja optimālu šķidruma dinamiku ilgi pirms cilvēkiem.
2.Rupjā patiesība
Pretēji intuīcijai, golfbumbām līdzīgas bedrītes caurulēs faktiski var samazināt berzi un uzlabot plūsmu līdz pat 25%. Šis atklājums revolucionizēja mūsdienu cauruļu dizainu un iedvesmoja 'gudru virsmu' attīstību šķidruma inženierijā.
3.Seno inženierijas ģēnijs
Romieši pirms 2000 gadiem izmantoja Manning principu, nezinot matemātiku. Viņu akveduktiem bija precīzs 0.5% slīpums, gandrīz pilnīgi atbilst mūsdienu inženierijas aprēķiniem. Daži no šiem akveduktiem joprojām darbojas šodien, apliecinot viņu izcilu dizainu.
4.Super slidens zinātne
Zinātnieki ir izstrādājuši ultra-slidens cauruļu pārklājumus, iedvesmojoties no gaļēdāju krūzes augiem. Šīs bioloģiski iedvesmotās virsmas var samazināt sūkšanas enerģijas izmaksas līdz pat 40% un ir pašattīrošas, potenciāli revolucionizējot ūdens infrastruktūru.
5.Vortex noslēpums
Lai gan daudzi uzskata, ka ūdens vienmēr spirālveidīgi griežas pretējās virzienos visos puslodēs, patiesība ir sarežģītāka. Coriolis efekts ietekmē tikai lielā mērogā ūdens kustību. Tipiskās caurulēs un notekūdeņos ūdens ieplūdes forma un virziens ir daudz spēcīgāka ietekme uz spirāles virzienu!