Калькулятор гидравлического радиуса

Гидравлический радиус — геометрическая мера эффективности пропуска жидкости сечением канала. Он равен площади живого сечения, делённой на смоченный периметр. В смоченный периметр входят лишь границы, соприкасающиеся с жидкостью, но не свободная поверхность воды. При заданной площади больший гидравлический радиус обычно означает меньший контакт с границами и, следовательно, меньшее сопротивление. Несмотря на название, он обычно не совпадает с геометрическим радиусом. Для прямоугольного открытого канала площадь равна ширине дна, умноженной на глубину, а смоченный периметр — ширине дна плюс удвоенная глубина. Для трапецеидального канала с заложением откоса как отношением горизонтального расстояния к единице высоты площадь равна глубине, умноженной на сумму ширины дна и произведения заложения на глубину. Периметр включает дно и оба наклонных откоса. Для полностью заполненной круглой трубы площадь равна пи, умноженному на квадрат диаметра и делённому на четыре, а периметр — пи, умноженному на диаметр. Поэтому гидравлический радиус равен четверти диаметра трубы. Гидравлический радиус используется в формулах Маннинга и Шези для равномерного течения в открытых каналах и в соотношениях с гидравлическим диаметром. Гидравлический диаметр в четыре раза больше гидравлического радиуса. Поэтому у полной круглой трубы он равен геометрическому диаметру. В частично заполненных круглых трубах и некруглых каналах смоченную геометрию нужно определять по фактической глубине жидкости. Круглый вариант этого калькулятора означает полностью заполненную трубу, а не частично заполненный круглый канал. Точность размеров важна: глубина меняет и площадь, и периметр, что может сильно влиять на расчётный расход. Используйте размеры сечения, перпендикулярного потоку, и одну единицу длины для всех данных. Радиус будет выражен в той же единице, хотя здесь указаны метры. Естественные русла и каналы неправильной формы можно разбивать на части или оценивать по съёмочным координатам, но простые идеализированные формы могут не учитывать бермы, растительность, составные поймы, наносы и местные препятствия. Калькулятор выдаёт геометрические значения для дальнейшего анализа течения, но сам не рассчитывает скорость или расход. Для их оценки объедините гидравлический радиус и площадь с уклоном канала и подходящим коэффициентом шероховатости. Убедитесь, что формула и шероховатость соответствуют реальному режиму течения и облицовке. При проектировании также проверяйте запас высоты борта, размывающую скорость, переходные участки, неравномерное течение и неопределённость измеренного уровня воды.