Na průtok vody řekou nebo potrubím má vliv mnoho faktorů a jedním z nejdůležitějších z nich je hydraulický poloměr. Závisí to na celkové ploše průřezu krytu a na tom, čemu se říká navlhčený obvod, který vám v podstatě řekne, kolik stěn krytu je ve styku s vodou.
Výpočet navlhčeného obvodu není vždy snadný, protože to silně závisí na tvaru nádrže a hladině vody. Pokud nemůžete přímo změřit navlhčený obvod, budete jej muset odhadnout pomocí tvaru, který zhruba odpovídá tvaru nádrže.
Co je to mokrý obvod?
Navlhčený obvod řeky nebo jiné nádoby s vodou je součástí obvodu plochy průřezu nádoby. Přesněji řečeno, jedná se o část průřezu v přímém kontaktu s vodou, takže ano se rozprostírá po celé vodní hladině a po stranách do bodu, který odpovídá povrchu vody voda.
Toto zjištění se trochu liší od výpočtu průřezové plochy nádoby, i když existují určité podobnosti, pokud jde o informace, které potřebujete.
Výpočet vlhkého obvodu - obecně
Chcete-li vypočítat navlhčený obvod, musíte jej buď odhadnout, nebo změřit délku každé ze stran řeky nebo kontejneru ve styku s vodou. Obecný vzorec pro navlhčený obvod
P je:P = \ sum_i l_i
Kde li je délka strany i, a součet běží přes všechny strany, které jsou v kontaktu s vodou. Tento vzorec je v zásadě zcela jednoduchý, ale v praxi není snadné najít potřebné informace. Pokud jste skutečně na místě vody a povrchů, které s ní přicházejí do styku, nejjednodušší způsob najít navlhčený obvod znamená fyzicky změřit všechny relevantní strany a sečíst je dohromady.
V některých případech - například u řeky - to však představuje své vlastní problémy a odhad obvodu může být praktičtějším způsobem, jak tento problém vyřešit.
Přibližně jako lichoběžník
V mnoha případech lze průřezovou plochu pro vodu v řece přibližovat jako lichoběžník, jehož kratší strana je základnou podél koryta řeky. Vzorec pro zjištění navlhčeného obvodu je v tomto případě:
P = b + 2 \ Bigg (\ bigg (\ frac {(T - b)} {2} \ bigg) ^ 2 + h ^ 2 \ Bigg) ^ {1/2}
Kde b je délka základny, T je délka vrcholu (od banky k bance) a h je výška vody. Nalezení těchto hodnot nemusí být snadné, ale můžete odhadnout, zda je obtížné získat informace jinak.
Přibližně jako obdélník
Obdélník je jednodušší vypočítat navlhčený obvod, ale většina přirozených vodních toků má šikmé břehy, a proto by se lépe aproximovala jako lichoběžník. Pokud však máte rezervu, kterou lze aproximovat jako obdélník, je matematika mnohem jednodušší:
P = b + 2 h
Kde b je základna a h je výška vody.
Přibližně jako kruh
Pokud uvažujete o průtoku vody potrubím nebo jiným tvarem, můžete si jej přesně přiblížit jako průřezu části kruhu, můžete vypočítat navlhčený obvod pomocí vzorce pro délku oblouku kruhu.
Pokud počítáte pro trubku, budete pravděpodobně znát průměr (a tedy poloměr) trubky z jejích specifikací, což proces výrazně usnadňuje. Vzorec pro délku oblouku (s úhlem měřeným v radiánech) je:
P = θr
Kde θ je úhel ve středu kruhu pokrytého obloukem obsahujícím vodu a r je poloměr. Například pokud voda zaplní polovinu kruhového průřezu, je to tak π radiány, což dává navlhčenému obvodu π_r_ = π_d_ / 2, kde d je průměr trubky.
Jinými slovy, jak byste očekávali, navlhčený obvod je v tomto případě poloviční po obvodu kruhu. Vzhledem k tomu, že v kruhu jsou radiány 2π, měla by plná trubka navlhčený obvod 2 π_r_ - obvod kruhu.