كيفية حساب المحيط المبلل

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تدفق المياه عبر النهر أو الأنبوب ، ومن أهمها نصف القطر الهيدروليكي. يعتمد هذا على إجمالي مساحة المقطع العرضي للمرفق وما يسمى محيط مبلل، والذي يخبرك بشكل أساسي بمدى تلامس جدران العلبة مع الماء.

ليس من السهل دائمًا حساب المحيط المبلل ، لأنه يعتمد بشدة على شكل الخزان ومستوى المياه. إذا لم تتمكن من قياس المحيط المبلل بشكل مباشر ، فستحتاج إلى تقديره باستخدام شكل يتطابق تقريبًا مع شكل الخزان.

يُعد المحيط المبلل لنهر أو حاوية مياه أخرى جزءًا من محيط منطقة المقطع العرضي للحاوية. لنكون أكثر دقة ، إنه جزء من منطقة المقطع العرضي الذي يتلامس مباشرة مع الماء ، لذلك هو يمتد على طول قاع الماء ، ويصل إلى الجوانب حتى النقطة التي تتوافق مع سطح ماء.

يختلف اكتشاف ذلك قليلاً عن حساب مساحة المقطع العرضي للحاوية ، على الرغم من وجود بعض أوجه التشابه من حيث المعلومات التي تحتاجها.

لحساب المحيط المبلل ، عليك إما تقديره أو قياس طول كل جانب من جوانب النهر أو الحاوية الملامسة للماء. الصيغة العامة للمحيط المبلل ص هو:

أين ل_أنا

في بعض الحالات ، على الرغم من ذلك - مثل النهر - يمثل هذا مشاكله الخاصة ، وقد يكون تقدير المحيط طريقة أكثر عملية لمعالجة المشكلة.

في كثير من الحالات ، يمكن تقريب مساحة المقطع العرضي للمياه في النهر على أنها تشكل شبه منحرف ، مع الجانب الأقصر كقاعدة على طول قاع النهر. صيغة إيجاد المحيط المبلل في هذه الحالة هي:

أين ب هو طول القاعدة ، تي هو طول الجزء العلوي (من بنك إلى آخر) و ح هو ارتفاع الماء. مرة أخرى ، قد لا يكون العثور على قيم لها أمرًا سهلاً ، ولكن يمكنك تقدير ما إذا كان من الصعب الحصول على المعلومات بطريقة أخرى.

المستطيل أسهل في حساب المحيط المبلل له ، لكن معظم تدفقات المياه الطبيعية لها بنوك مائلة ومن الأفضل تقريبها على أنها شبه منحرف. ومع ذلك ، إذا كان لديك خزان يمكن تقريبه كمستطيل ، فإن الرياضيات تكون أسهل بكثير:

أين ب هي القاعدة و ح هو ارتفاع الماء.

إذا كنت تفكر في تدفق المياه عبر أنبوب ، أو من خلال شكل آخر تعتقد أنه يمكن تقريبه بدقة مثل المقطع العرضي لجزء من الدائرة ، يمكنك حساب المحيط المبلل باستخدام صيغة طول قوس الدائرة.

إذا كنت تحسب أنبوبًا ، فمن المحتمل أن تعرف قطر الأنبوب (وبالتالي نصف قطره) من مواصفاته ، مما يجعل العملية أسهل بكثير. معادلة طول القوس (مع قياس الزاوية بالراديان) هي:

أين θ هي الزاوية الموجودة في مركز الدائرة التي يغطيها القوس الذي يحتوي على الماء و ص هو نصف القطر. على سبيل المثال ، إذا كان الماء يملأ نصف المقطع العرضي الدائري ، فهذا يكون π راديان ، يعطي محيط مبلل _r_ = π_d_ / 2 ، أين د هو قطر الأنبوب.

بعبارة أخرى ، كما هو متوقع ، فإن المحيط المبلل في هذه الحالة هو نصف محيط الدائرة. إذا كان هناك 2π راديان في الدائرة ، فإن الأنبوب الكامل له محيط مبلل قدره 2 π_r_ - محيط الدائرة.