Mnogi čimbenici utječu na protok vode kroz rijeku ili cijev, a jedan od najvažnijih je hidraulički radijus. To ovisi o ukupnoj površini presjeka ograde i onome što se naziva nakvašen obod, koji vam u osnovi govori koliki je dio zidova kućišta u kontaktu s vodom.
Izračun namočenog perimetra nije uvijek lako, jer to snažno ovisi o obliku rezervoara i razini vode. Ako ne možete izravno izmjeriti vlažni opseg, morat ćete ga procijeniti pomoću oblika koji približno odgovara obliku spremnika.
Što je mokri perimetar?
Mokri obod rijeke ili drugog spremnika s vodom dio je opsega područja presjeka spremnika. Točnije, to je dio površine presjeka u izravnom kontaktu s vodom, pa je tako proteže se duž cijelog sloja vode i prema stranama do točke koja odgovara površini vode voda.
Otkrivanje ovoga malo se razlikuje od izračunavanja površine presjeka spremnika, iako postoje neke sličnosti u pogledu podataka koji su vam potrebni.
Izračunavanje mokrog opsega - općenito
Da biste izračunali vlažni opseg, trebate ga ili procijeniti ili izmjeriti duljinu svake strane rijeke ili spremnika u dodiru s vodom. Opća formula za navlaženi obod
P = \ sum_i l_i
Gdje lja je duljina stranice ja, a zbroj prelazi preko svih strana u dodiru s vodom. U principu je ova formula vrlo jednostavna za upotrebu, ali u praksi zapravo pronalaženje potrebnih podataka nije jednostavno. Ako ste zapravo na mjestu vode i površina s kojima je u kontaktu, najjednostavniji način pronaći namočeni perimetar znači fizički izmjeriti sve relevantne stranice i zbrojiti ih.
Međutim, u nekim slučajevima - poput one za rijeku - ovo predstavlja vlastite probleme, a procjena opsega može biti praktičniji način rješavanja problema.
Približno kao trapez
U mnogim se slučajevima površina poprečnog presjeka vode u rijeci može približno odrediti kao oblik trapeza, s kraćom stranom kao bazom duž korita rijeke. Formula za pronalaženje vlažnog perimetra u ovom slučaju je:
P = b + 2 \ Bigg (\ bigg (\ frac {(T - b)} {2} \ bigg) ^ 2 + h ^ 2 \ Bigg) ^ {1/2}
Gdje b je duljina baze, T je duljina vrha (od banke do banke) i h je visina vode. Ponovno, pronalaženje vrijednosti za njih možda neće biti lako, ali možete procijeniti je li teško dobiti informacije u suprotnom.
Približno kao pravokutnik
Pravokutnik je jednostavniji za izračunavanje vlažnog opsega, ali većina prirodnih tokova vode ima nagnute obale, pa bi bilo bolje aproksimirati kao trapez. Međutim, ako imate rezervoar koji se može približiti pravokutniku, matematika je puno lakša:
P = b + 2h
Gdje b je baza i h je visina vode.
Približno kao krug
Ako razmišljate o protoku vode kroz cijev ili kroz drugi oblik za koji mislite da se može točno odrediti kao presjek dijela kruga, možete izračunati navlaženi opseg pomoću formule za duljinu luka kruga.
Ako izračunate za cijev, vjerojatno ćete znati promjer (a time i polumjer) cijevi iz njezinih specifikacija, što znatno olakšava postupak. Formula za duljinu luka (s kutom mjerenim u radijanima) je:
P = θr
Gdje θ je kut u središtu kruga prekriven lukom koji sadrži vodu i r je radijus. Na primjer, ako voda ispuni polovicu kružnog presjeka, to je π radijana, dajući navlaženi opseg od π_r_ = π_d_ / 2, gdje d je promjer cijevi.
Drugim riječima, kao što biste očekivali, namočeni opseg u ovom slučaju je polovica opsega kruga. S obzirom da se u krugu nalaze 2π radijana, puna cijev imala bi namočeni opseg od 2 π_r_ - opseg kruga.