มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการไหลของน้ำผ่านแม่น้ำหรือท่อ และปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือรัศมีไฮดรอลิก ขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของเปลือกหุ้มและสิ่งที่เรียกว่า เปียกปริมณฑลซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะบอกคุณว่าผนังของกล่องหุ้มสัมผัสกับน้ำมากแค่ไหน
การคำนวณปริมณฑลที่เปียกนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป เพราะขึ้นอยู่กับรูปร่างของอ่างเก็บน้ำและระดับน้ำเป็นอย่างมาก หากคุณไม่สามารถวัดปริมณฑลที่เปียกได้โดยตรง คุณจะต้องประเมินโดยใช้รูปร่างที่ใกล้เคียงกับรูปร่างของอ่างเก็บน้ำ
ปริมณฑลเปียกคืออะไร?
ปริมณฑลเปียกของแม่น้ำหรือภาชนะบรรจุน้ำอื่น ๆ เป็นส่วนหนึ่งของปริมณฑลของพื้นที่หน้าตัดของภาชนะ เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้นก็คือส่วนของพื้นที่หน้าตัดที่สัมผัสกับน้ำโดยตรง ดังนั้น ทอดยาวตลอดแนวผืนน้ำ และขึ้นไปด้านข้างจนถึงจุดที่ตรงกับผิวน้ำ น้ำ.
การค้นหาสิ่งนี้แตกต่างจากการคำนวณพื้นที่หน้าตัดของคอนเทนเนอร์เล็กน้อย แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันบางประการในแง่ของข้อมูลที่คุณต้องการ
การคำนวณปริมณฑลเปียก – ทั่วไป
ในการคำนวณปริมณฑลที่เปียกชื้น คุณต้องประมาณหรือวัดความยาวของแต่ละด้านของแม่น้ำหรือภาชนะที่สัมผัสกับน้ำ สูตรทั่วไปสำหรับปริมณฑลเปียก พี คือ:
P= \sum_i l_i
ที่ไหน lผม คือความยาวของด้าน ผมและผลรวมไหลไปทุกด้านที่สัมผัสกับน้ำ สูตรนี้ค่อนข้างตรงไปตรงมาในหลักการ แต่ในทางปฏิบัติ การค้นหาข้อมูลที่คุณต้องการนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย หากคุณอยู่ในตำแหน่งของน้ำและพื้นผิวที่สัมผัสกับน้ำจริงๆ วิธีที่ง่ายที่สุด การหาเส้นรอบวงเปียกคือการวัดด้านกายภาพของด้านที่เกี่ยวข้องทั้งหมดแล้วบวกเข้าด้วยกัน
ในบางกรณี เช่น สำหรับแม่น้ำ สิ่งนี้นำเสนอปัญหาของตัวเอง และการประมาณปริมณฑลอาจเป็นวิธีปฏิบัติในการแก้ไขปัญหาได้ดีกว่า
ประมาณเป็นสี่เหลี่ยมคางหมู
ในหลายกรณี พื้นที่หน้าตัดของแหล่งน้ำในแม่น้ำสามารถประมาณได้ว่าเป็นสี่เหลี่ยมคางหมู โดยด้านที่สั้นกว่าจะเป็นฐานตามแนวก้นแม่น้ำ สูตรการหาปริมณฑลเปียกในกรณีนี้คือ
P = b + 2 \Bigg(\bigg(\frac{(T - b)}{2}\bigg)^2 + h^2\Bigg)^{1/2}
ที่ไหน ข คือ ความยาวของฐาน ตู่ คือความยาวของยอด (จากธนาคารถึงธนาคาร) และ ห่า คือความสูงของน้ำ อีกครั้ง การหาค่าสำหรับสิ่งเหล่านี้อาจไม่ใช่เรื่องง่าย แต่คุณสามารถประมาณการได้ว่าการได้มาซึ่งข้อมูลนั้นยากหรือไม่
ประมาณเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
สี่เหลี่ยมจะง่ายกว่าในการคำนวณเส้นรอบวงเปียก แต่กระแสน้ำธรรมชาติส่วนใหญ่มีตลิ่งทำมุม ดังนั้นควรประมาณเป็นสี่เหลี่ยมคางหมูดีกว่า อย่างไรก็ตาม หากคุณมีอ่างเก็บน้ำที่สามารถประมาณเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าได้ คณิตศาสตร์จะง่ายกว่ามาก:
P = b + 2h
ที่ไหน ข เป็นฐานและ ห่า คือความสูงของน้ำ
ประมาณเป็นวงกลม
หากคุณกำลังพิจารณาการไหลของน้ำผ่านท่อหรือรูปทรงอื่น ๆ ที่คุณคิดว่าสามารถประมาณได้อย่างแม่นยำเช่น ภาพตัดขวางของส่วนหนึ่งของวงกลม คุณสามารถคำนวณเส้นรอบวงเปียกโดยใช้สูตรสำหรับความยาวของส่วนโค้งของวงกลม
หากคุณกำลังคำนวณหาท่อ คุณน่าจะทราบเส้นผ่านศูนย์กลาง (และรัศมี) ของท่อจากข้อกำหนด ซึ่งทำให้กระบวนการง่ายขึ้นมาก สูตรสำหรับความยาวของส่วนโค้ง (โดยที่มุมวัดเป็นเรเดียน) คือ:
P = θr
ที่ไหน θ คือมุมที่จุดศูนย์กลางของวงกลมที่ปกคลุมด้วยส่วนโค้งที่มีน้ำและ r คือรัศมี ตัวอย่างเช่น ถ้าน้ำเต็มครึ่งของหน้าตัดวงกลม นี่คือ this π เรเดียน ให้ปริมณฑลเปียก π_r_ = π_d_ / 2 โดยที่ d คือ เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ
กล่าวคือ อย่างที่คุณคาดไว้ เส้นรอบวงเปียกในกรณีนี้คือครึ่งหนึ่งของเส้นรอบวงของวงกลม ระบุว่ามี 2π เรเดียนในวงกลม ท่อเต็มจะมีเส้นรอบวงเปียก 2 π_r_ – เส้นรอบวงของวงกลม