Como calcular a gravidade de fluxo

Calcular o fluxo gravitacional de água usando Manning`s formula.

taxa de fluxo gravitacional é calculado usando a Equação de Manning, que se aplica para a taxa de fluxo uniforme em um sistema de canal aberto que não é afectada pela pressão. Alguns exemplos de sistemas de canais abertos incluem ribeiros, rios e canais abertos feitos pelo homem, tais como tubos. taxa de fluxo é dependente da área do canal e a velocidade do fluxo. Se houver uma alteração no declive ou se houver uma curva do canal, a profundidade da água vai mudar, o que vai afectar a velocidade do fluxo.

Coisas que você precisa

Calculadora

Faça-se a equação para o cálculo da taxa de fluxo volumétrico Q devido à gravidade: Q = A x V, em que A é a área da secção transversal de fluxo é perpendicular à direcção de fluxo e V é a velocidade média da secção transversal do fluxo.
Usando uma calculadora, determinar a área transversal A do sistema de canal aberto que você está trabalhando. Por exemplo, se você está tentando encontrar a área transversal de um tubo circular, a equação seria A = (&# x3C0- &# XF7- 4) x D&# XB2-, onde D é o diâmetro interno do tubo. Se o diâmetro do tubo é D = .5 pés, então a área transversal A = .785 x (0,5 pés)&# XB2- = 0,196 ft&# XB2-.
Anote a fórmula para a velocidade média V da secção transversal: V = (k &# XF7- N) x ^ 2 Rh / 3 x S ^ 1/2, eram n é o coeficiente de rugosidade Manning ou constante empírica, Rh é o raio hidráulico, S é a inclinação da parte inferior do canal e k é uma constante de conversão, que depende do tipo de sistema de unidade que você está usando. Se você estiver usando americanos unidades habituais, K = 1,486 e para unidades SI 1.0. A fim de resolver esta equação, você precisará calcular o raio hidráulico e a inclinação do canal aberto.
Calcular o raio hidráulico Rh do canal aberto usando a seguinte fórmula Rh = A &# XF7- P, em que A é a área da secção transversal de fluxo e P é o perímetro molhado. Se você está calculando o Rh para um tubo circular, então A será igual &# X3C0- x (raio do tubo)&# XB2- e P será igual a 2 x &# X3C0- x raio do tubo. Por exemplo, se o seu cachimbo tem uma área A de 0,196 ft&# XB2-. e um perímetro de p = 2 x &# x3C0- x .25 ft = 1,57 ft, do que o raio hidráulico é igual ao Rh = A &# XF7- P = 0,196 ft&# xB2- &# XF7- 1,57 ft = 0,125 pés
Calcular o declive inferior S do canal usando S = hf / L, ou usando a fórmula inclinação algébrica = aumento dividido pelo prazo, retratando o tubo como sendo uma linha em um grid-x y. O aumento é determinada pela variação da distância vertical Y e fuga pode ser determinada como a mudança na distância horizontal x. Por exemplo, você encontrou a variação em y = 6 pés e a mudança em x = 2 pés, para inclinação S = &# X2206-Y &# xF7- &# X2206-x = 6 ft &# XF7- 2 ft = 3.
Determinar o valor do coeficiente n rugosidade de Manning para a área que está a trabalhar, tendo em mente que este valor é dependente da área e pode variar em todo o sistema. A selecção do valor pode afectar grandemente o resultado computacional, por isso é muitas vezes escolhido a partir de uma tabela de constantes conjunto, mas podem ser calculados para trás a partir de medições de campo. Por exemplo, você encontrou o coeficiente de Manning de um tubo de metal totalmente revestido para ser 0,024 s / (m ^ 1/3) da rugosidade Tabela hidráulica.
Calcule o valor da média da velocidade V do fluxo, ligando os valores determinados para n, S e Rh em V = (k &# XF7- N) x ^ 2 Rh / 3 x S ^ 1/2. Por exemplo, se encontramos S = 3, Rh = 0,125 pés, n = 0,024 e k = 1.486, então V será igual (1.486 &# XF7- 0.024s / (ft ^ 1/3)) x (0,125 pés ^ 2/3) x (3 ^ 1/2) = 26,81 ft / s.
Cálculo da taxa de vazão volumétrica Q devido à gravidade: Q = a x V. Se A = 0,196 ft&# XB2- e V = 26.81 ft / s, em seguida, a taxa de fluxo gravitacional Q = A x V = 0,196 pés&# xB2- x 26,81 ft / s = 5,26 ft&# XB3- / s de taxa de fluxo volumétrico de água que passa através do trecho de canal.

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