Rechner für den hydraulischen Radius

Der hydraulische Radius ist ein geometrisches Maß dafür, wie effizient ein Gerinnequerschnitt Flüssigkeit transportiert. Er ist als Fließfläche geteilt durch benetzten Umfang definiert. Der benetzte Umfang umfasst nur Begrenzungen mit Flüssigkeitskontakt, nicht die freie Wasseroberfläche. Bei gleicher Fließfläche bedeutet ein größerer hydraulischer Radius meist weniger Kontakt mit den Begrenzungen und damit geringeren Widerstand. Trotz seines Namens entspricht er gewöhnlich nicht einem geometrischen Radius. Bei einem offenen Rechteckgerinne ist die Fließfläche Sohlbreite mal Wassertiefe, der benetzte Umfang Sohlbreite plus doppelte Tiefe. Bei einem Trapezgerinne mit einem Böschungsverhältnis aus horizontaler Strecke je vertikaler Einheit ist die Fläche Tiefe mal der Summe aus Sohlbreite und Böschungsverhältnis mal Tiefe. Der benetzte Umfang umfasst die Sohle und beide Böschungen. Bei einem vollständig gefüllten Kreisrohr ist die Fläche Pi mal Durchmesser zum Quadrat geteilt durch vier und der benetzte Umfang Pi mal Durchmesser. Der hydraulische Radius vereinfacht sich daher zu einem Viertel des Rohrdurchmessers. Der hydraulische Radius tritt in den Gleichungen von Manning und Chézy für gleichförmige offene Gerinneströmung sowie in Beziehungen zum hydraulischen Durchmesser auf. Der hydraulische Durchmesser ist viermal so groß wie der hydraulische Radius. Bei einem vollen Kreisrohr entspricht er daher dem tatsächlichen Durchmesser. Bei teilgefüllten Kreisrohren und nicht kreisförmigen Kanälen muss die benetzte Geometrie für die tatsächliche Flüssigkeitstiefe bestimmt werden. Die Kreisoption dieses Rechners steht für ein vollständig gefülltes Rohr, nicht für ein teilgefülltes Kreisgerinne. Genaue Abmessungen sind wichtig, weil die Tiefe sowohl Fläche als auch Umfang verändert und den vorhergesagten Abfluss stark beeinflussen kann. Verwenden Sie Abmessungen senkrecht zur Strömungsrichtung und für alle Eingaben dieselbe Längeneinheit. Der Radius wird in dieser Einheit ausgegeben, auch wenn die Beschriftung hier Meter nennt. Natürliche Flüsse und unregelmäßige Gerinne lassen sich in Teilquerschnitte zerlegen oder aus Vermessungskoordinaten auswerten. Einfache Idealformen erfassen jedoch möglicherweise keine Bermen, Vegetation, gegliederten Vorländer, Sedimente oder örtlichen Hindernisse. Dieser Rechner liefert geometrische Werte für die weitere Strömungsanalyse; Geschwindigkeit oder Abfluss berechnet er nicht selbst. Kombinieren Sie dafür hydraulischen Radius und Fließfläche mit Gerinnegefälle und einem geeigneten Rauheitsbeiwert. Prüfen Sie, ob Gleichung und Rauheitswert zum tatsächlichen Strömungszustand und zur Auskleidung passen. Bei der Bemessung sind außerdem Freibord, Erosionsgeschwindigkeit, Übergänge, ungleichförmige Strömung und Unsicherheiten des vermessenen Wasserspiegels zu prüfen.