Калькулятор потока по Мэннингу
Рассчитайте расход и характеристики круглых труб, используя уравнение Мэннинга с нашим бесплатным калькулятором.
Additional Information and Definitions
Диаметр трубы $d_0$
Внутренний диаметр трубы. Это расстояние по внутренней стороне 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 ($S_0$). 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 полностью заполнена.
Единица относительной глубины потока
Выберите единицу для выражения относительной глубины потока. 'доля' - это десятичная дробь (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.
Loading
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 труб:
Уравнение Мэннинга:
Эмпирическая формула, используемая для оценки средней скорости жидкости, протекающей в канале, который не полностью замыкает жидкость, т.е. поток в открытом канале.
Диаметр трубы:
Внутренний диаметр трубы, который является расстоянием по внутренней стороне 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 известен 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 полностью заполнена.
Площадь потока:
Поперечное сечение протекающей 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, протекающей через трубу.
Гидравлическая головка:
Эквивалентная высота жидкости, которая производила бы такое же давление, как кинетическая энергия потока.
Число Фруда:
Безразмерное число, указывающее режим потока (субкритический, критический или супер-критический).
Сдвиговое напряжение:
Сила на единицу площади, оказываемая потоком на поверхность трубы.
Расход:
Объем воды, проходящий через точку в трубе за единицу времени.
Полный поток:
Расход, когда труба полностью заполнена.
5 Удивительных 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 - том же угле, который используется в расчетах Мэннинга. Эта математическая гармония встречается повсюду, от жилок листьев до кровеносных сосудов, что предполагает, что природа открыла оптимальную динамику жидкости задолго до появления человека.
2.Шершавая правда
Противоположно интуиции, ямки, подобные мячам для гольфа, в трубах могут фактически 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 совпадающий с современными инженерными расчетами. Некоторые из этих акведуков все еще функционируют сегодня, что является свидетельством их блестящего дизайна.
4.Суперскользкая наука
Ученые разработали ультра-скользкие 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 в разных полушариях, правда более сложна. Эффект Королиуса влияет только на крупномасштабные движения воды. В обычных трубах и стоках форма и направление водного входа имеют гораздо более сильное влияние на направление спирали!