Daugelis veiksnių turi įtakos vandens srautui per upę ar vamzdį, ir vienas svarbiausių iš jų yra hidraulinis spindulys. Tai priklauso nuo bendro gaubto skerspjūvio ploto ir to, kas vadinama sudrėkintas perimetras, kuris iš esmės nurodo, kokia dalis aptvaro sienų liečiasi su vandeniu.
Apskaičiuoti sudrėkintą perimetrą ne visada lengva, nes tai labai priklauso nuo rezervuaro formos ir vandens lygio. Jei negalite tiesiogiai išmatuoti sušlapusio perimetro, turėsite jį įvertinti naudodami formą, kuri maždaug atitinka rezervuaro formą.
Kas yra sudrėkintas perimetras?
Sudrėkintas upės ar kito vandens konteinerio perimetras yra konteinerio skerspjūvio ploto perimetro dalis. Tiksliau sakant, tai yra skerspjūvio ploto dalis, tiesiogiai kontaktuojanti su vandeniu, taigi tęsiasi palei vandens dugną ir šonus iki taško, atitinkančio vandens paviršių vandens.
Tai išsiaiškinti šiek tiek skiriasi nuo konteinerio skerspjūvio ploto apskaičiavimo, nors jums reikalingos informacijos yra tam tikrų panašumų.
Apšlapinto perimetro apskaičiavimas - bendra
Norėdami apskaičiuoti sudrėkintą perimetrą, turite jį įvertinti arba išmatuoti kiekvienos upės ar konteinerio, besiliečiančio su vandeniu, ilgį. Bendra sudrėkinto perimetro formulė P yra:
P = \ sum_i l_i
Kur li yra šono ilgis iir suma eina per visas šonus, besiliečiančius su vandeniu. Ši formulė iš esmės yra gana paprasta, tačiau praktiškai rasti reikiamą informaciją nėra lengva. Jei iš tikrųjų esate vandens ir su juo besiliečiančių paviršių vietoje, paprasčiausias būdas surasti sušlapusį perimetrą reiškia fiziškai išmatuoti visas susijusias puses ir jas pridėti.
Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, upės atveju, tai kelia savo problemas, o perimetro įvertinimas gali būti praktiškesnis būdas išspręsti problemą.
Apytiksliai kaip trapecijos formos
Daugeliu atvejų vandens skerspjūvio plotas upėje gali būti apytiksliai toks, kad sudaro trapeciją, o trumpesnė pusė yra pagrindas palei upės vagą. Šiuo atveju sudrėkinto perimetro nustatymo formulė yra:
P = b + 2 \ Bigg (\ bigg (\ frac {(T - b)} {2} \ bigg) ^ 2 + h ^ 2 \ Bigg) ^ {1/2}
Kur b yra pagrindo ilgis, T yra viršutinės dalies ilgis (nuo banko iki banko) ir h yra vandens aukštis. Vėlgi, rasti šių verčių gali būti nelengva, bet galite įvertinti, ar sunku gauti informaciją kitaip.
Apytiksliai kaip stačiakampis
Stačiakampį paprasčiau apskaičiuoti sušlapusiam perimetrui, tačiau dauguma natūralių vandens srautų turi kampuotus krantus, todėl juos geriau būtų laikyti trapecija. Tačiau, jei turite rezervuarą, kurį galima apytiksliai įvertinti kaip stačiakampį, matematika yra daug lengvesnė:
P = b + 2 val
Kur b yra pagrindas ir h yra vandens aukštis.
Apytiksliai kaip ratas
Jei svarstote vandens srautą per vamzdį arba per kitą formą, kurią, jūsų manymu, galima tiksliai įvertinti kaip apskritimo dalies apskritimą, galite apskaičiuoti sudrėkintą perimetrą naudodami apskritimo lanko ilgio formulę.
Jei skaičiuojate vamzdį, greičiausiai žinote jo skersmenį (taigi ir spindulį) iš jo specifikacijų, o tai žymiai palengvina procesą. Lanko ilgio formulė (matuojant kampą radianais) yra:
P = θr
Kur θ yra kampas apskritimo centre, kurį dengia lankas, kuriame yra vanduo, ir r yra spindulys. Pavyzdžiui, jei vanduo užpildo pusę apskrito skerspjūvio, tai yra π radianai, sudarantys sudrėkintą perimetrą π_r_ = π_d_ / 2, kur d yra vamzdžio skersmuo.
Kitaip tariant, kaip ir galima tikėtis, šiuo atveju sudrėkintas perimetras yra pusė apskritimo apskritimo. Atsižvelgiant į tai, kad apskritime yra 2π radianai, visas vamzdis turėtų sudrėkintą perimetrą 2 π_r_ - apskritimo apskritimas.
