Калькулятор потока по Мэннингу
Рассчитайте скорости потока и характеристики круглых труб, используя уравнение Мэннинга с нашим бесплатным калькулятором.
Additional Information and Definitions
Диаметр трубы $d_0$
Внутренний диаметр трубы. Это расстояние через внутреннюю часть трубы.
Шероховатость Мэннинга $n$
Представляет шероховатость внутренней поверхности трубы. Более высокие значения указывают на более шероховатую поверхность, что увеличивает трение и влияет на поток.
Наклон давления $S_0$
Энергетический градиент или наклон гидравлической линии градиента ($S_0$). Он представляет собой скорость потери энергии на единицу длины трубы.
Единица наклона давления
Выберите единицу для выражения наклона давления. 'подъем/пробег' - это отношение, в то время как '% подъем/пробег' - это процент.
Относительная глубина потока $y/d_0$
Отношение глубины потока к диаметру трубы, указывающее, насколько полна труба. Значение 1 (или 100%) означает, что труба полная.
Единица относительной глубины потока
Выберите единицу для выражения относительной глубины потока. 'доля' - это десятичное число (например, 0.5 для половины), в то время как '%' - это процент.
Единица длины
Выберите единицу для измерения длины.
Оптимизируйте свои гидравлические проекты
Анализируйте и рассчитывайте характеристики потока для круглых труб, чтобы улучшить свои инженерные проекты.
Попробуйте другой калькулятор инженерия...
Калькулятор передаточного отношения
Рассчитайте передаточные отношения, выходные скорости и крутящие моменты для механических систем.
Калькулятор теплопередачи
Рассчитайте коэффициенты теплопередачи, потери энергии и связанные затраты через материалы.
Простой калькулятор прогиба балки
Вычислите критическую нагрузку Эйлера для просто опертой тонкой балки, игнорируя сложные ограничения.
Калькулятор прочности сварки
Приблизьте нагрузочную способность сварки в сдвиге или растяжении на основе размера сварки и свойств материала.
Понимание расчетов потока по Мэннингу
Уравнение Мэннинга широко используется в гидравлическом проектировании для расчета характеристик потока в открытых каналах и трубах. Вот ключевые термины и концепции, связанные с анализом потока в трубах:
Уравнение Мэннинга:
Эмпирическая формула, используемая для оценки средней скорости жидкости, текущей в канале, который не полностью окружает жидкость, т.е. поток в открытом канале.
Диаметр трубы:
Внутренний диаметр трубы, который является расстоянием через внутреннюю часть трубы.
Коэффициент шероховатости Мэннинга:
Коэффициент, представляющий шероховатость внутренней поверхности трубы. Более высокие значения указывают на более шероховатую поверхность, что увеличивает трение и влияет на поток.
Наклон давления:
Также известный как гидравлический градиент или энергетический наклон, он представляет собой скорость потери энергии на единицу длины трубы.
Относительная глубина потока:
Отношение глубины потока к диаметру трубы, указывающее, насколько полна труба. Значение 1 (или 100%) означает, что труба полная.
Площадь потока:
Поперечное сечение текущей воды внутри трубы.
Смачиваемый периметр:
Длина поверхности трубы, контактирующей с водой.
Гидравлический радиус:
Отношение площади потока к смачиваемому периметру, ключевой параметр в гидравлических расчетах.
Ширина сверху:
Ширина поверхности воды на вершине потока.
Скорость:
Средняя скорость воды, текущей через трубу.
Гидравлическая головка:
Эквивалентная высота жидкости, которая создаст такое же давление, как и кинетическая энергия потока.
Число Фруда:
Безразмерное число, указывающее режим потока (субкритический, критический или супер-критический).
Сдвиговое напряжение:
Сила на единицу площади, действующая потоком на поверхность трубы.
Расход:
Объем воды, проходящий через точку в трубе за единицу времени.
Полный поток:
Расход, когда труба полностью полная.
5 Умопомрачительных фактов о потоке жидкости
Наука о потоке жидкости формирует наш мир удивительными способами. Вот пять невероятных фактов о том, как вода движется через трубы и каналы!
1.Совершенный дизайн природы
Речные системы естественным образом формируют притоки под точным углом 72 градуса - тот же угол, который встречается в расчетах Мэннинга. Эта математическая гармония встречается повсюду, от жилок листьев до кровеносных сосудов, что предполагает, что природа открыла оптимальную гидродинамику задолго до человека.
2.Шершавая правда
Напротив, димплы, подобные мячам для гольфа, в трубах могут на самом деле уменьшить трение и улучшить поток до 25%. Это открытие произвело революцию в современном проектировании трубопроводов и вдохновило разработку 'умных поверхностей' в гидравлическом проектировании.
3.Древний инженерный гений
Римляне использовали принцип Мэннинга 2000 лет назад, не зная математики. Их акведуки имели точный наклон 0,5%, почти идеально соответствующий современным инженерным расчетам. Некоторые из этих акведуков до сих пор функционируют, что свидетельствует о их блестящем дизайне.
4.Суперскользкая наука
Ученые разработали ультраскользкие покрытия для труб, вдохновленные плотоядными растениями-кувшинчиками. Эти биовдохновленные поверхности могут снизить затраты на насосную энергию до 40% и являются самоочищающимися, потенциально революционизируя водную инфраструктуру.
5.Тайна вихря
Хотя многие считают, что вода всегда закручивается в противоположных направлениях по полушариям, правда более сложна. Эффект Кориолиса влияет только на крупномасштабное движение воды. В обычных трубах и стоках форма и направление входа воды оказывают гораздо более сильное влияние на направление спирали!