Много фактори влияят върху потока на водата през река или тръба и един от най-важните от тях е хидравличният радиус. Това зависи от общата площ на напречното сечение на заграждението и това, което се нарича навлажнен периметър, което по същество ви казва колко от стените на заграждението са в контакт с вода.
Изчисляването на овлажнения периметър не винаги е лесно, защото зависи силно от формата на резервоара и нивото на водата. Ако не можете директно да измерите навлажнения периметър, ще трябва да го изчислите, като използвате форма, която приблизително съответства на формата на резервоара.
Какво е мокър периметър?
Омокрящият периметър на река или друг съд с вода е част от периметъра на площта на напречното сечение на контейнера. За да бъдем по-точни, това е частта от напречното сечение в пряк контакт с водата, така че се простира по цялото корито на водата и нагоре по страните до точката, която съответства на повърхността на вода.
Откриването на това е малко по-различно от изчисляването на площта на напречното сечение на контейнера, въпреки че има някои прилики по отношение на информацията, от която се нуждаете.
Изчисляване на мокрия периметър - общо
За да изчислите овлажнения периметър, трябва или да го изчислите, или да измерите дължината на всяка от страните на реката или контейнера в контакт с водата. Общата формула за навлажнен периметър P е:
P = \ sum_i l_i
Където лi е дължината на страната i, и сумата преминава през всички страни в контакт с водата. По принцип тази формула е доста лесна за използване, но на практика действителното намиране на информацията, от която се нуждаете, не е лесно. Ако всъщност се намирате във водата и повърхностите, които са в контакт с нея, най-простият начин за да намерите омокрящия периметър е да измерите физически всички съответни страни и да ги съберете.
В някои случаи обаче - като например за река - това създава свои собствени проблеми и оценката на периметъра може да бъде по-практичен начин за решаване на проблема.
Приближава се като трапец
В много случаи площта на напречното сечение за вода в река може да бъде приблизително определена като образуваща трапец, като по-късата страна е основата по коритото на реката. Формулата за намиране на овлажнен периметър в този случай е:
P = b + 2 \ Bigg (\ bigg (\ frac {(T - b)} {2} \ bigg) ^ 2 + h ^ 2 \ Bigg) ^ {1/2}
Където б е дължината на основата, T е дължината на горната част (от банка до банка) и з е височината на водата. Отново намирането на стойностите за тях може да не е лесно, но можете да прецените дали е трудно да се получи информацията в противен случай.
Приближава се като правоъгълник
Правоъгълникът е по-прост за изчисляване на овлажнения периметър, но повечето естествени водни потоци имат ъглови брегове и затова би било по-добре да се апроксимират като трапец. Ако обаче имате резервоар, който може да бъде апроксимиран като правоъгълник, математиката е много по-лесна:
P = b + 2h
Където б е основата и з е височината на водата.
Приближава се като кръг
Ако обмисляте потока на водата през тръба или през друга форма, смятате, че може да бъде точно апроксимирана като напречно сечение на част от кръг, можете да изчислите омокрящия периметър, като използвате формулата за дължината на дъга на окръжност.
Ако изчислявате за тръба, вероятно ще знаете диаметъра (и следователно радиуса) на тръбата от нейните спецификации, което значително улеснява процеса. Формулата за дължината на дъгата (с ъгъла, измерен в радиани) е:
P = θr
Където θ е ъгълът в центъра на кръга, покрит от дъгата, съдържаща вода и r е радиусът. Например, ако водата запълни половината от кръговото сечение, това е π радиани, давайки омокрен периметър от π_r_ = π_d_ / 2, където д е диаметърът на тръбата.
С други думи, както бихте очаквали, навлажненият периметър в този случай е половината от обиколката на окръжността. Като се има предвид, че в окръжност има 2π радиана, пълната тръба ще има омокрен периметър от 2 π_r_ - обиколката на окръжността.