تعلّم حساب القطر الهيدروليكي
يحوّل القطر الهيدروليكي مساحة الجريان والمحيط المبتل إلى طول مكافئ واحد. إذا كان نصف القطر الهيدروليكي R = A/P معلوماً مسبقاً فإن القطر يساوي ببساطة أربعة أمثاله.
ماذا يقول القانون؟
اضرب R في 4. للأنبوب الدائري الممتلئ تكون A = πD²/4 وP = πD؛ ولذلك R = D/4 ويكون القطر الهيدروليكي مساوياً القطر الفعلي للأنبوب.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- R
- نصف القطر الهيدروليكي
مساحة مقطع الجريان مقسومة على المحيط المبتل. لا تُدرج السطح الحر المفتوح ضمن المحيط.
mالمتر وحدة طول؛ 1 m = 1000 mm.
- Dh
- الناتج المطلوب
القطر الهيدروليكي. يستخدم تعريف القطر الهيدروليكي أربعة أمثال نسبة المساحة إلى المحيط المبتل.
m
وحّد الوحدات أولاً
يمثل R وDh طولين بالمتر. وتمثل R نصف القطر الهيدروليكي لا نصف القطر الهندسي. ولا يدخل المحيط المبتل إلا الحد الملامس للسائل فعلياً.
الافتراضات قبل الحساب
نفترض أن نصف القطر الهيدروليكي حُسب من المقطع المبتل والمحيط نفسيهما. يجب أن تصف الهندسة حالة الامتلاء الفعلية لا أنبوباً ممتلئاً افتراضياً عندما يكون ممتلئاً جزئياً.
لنحلّ مثالاً معاً
اقرأ المعطيات، واتبع كل عملية، ثم افحص معنى النتيجة.
اقرأ المعطيات التالية كمسألة دراسية واحدة. احسب المطلوب وفسّر النتيجة بوحدة الخرج، ثم اتبع الخطوات قبل الانتقال إلى المثال الثاني.
- R · نصف القطر الهيدروليكي
- 0.5 m
حدّد نسبة المساحة إلى المحيط المبتل
يجب أن يكون نصف القطر المعطى هيدروليكياً لا نصف القطر الهندسي.
(0.5) = 0.5 mحوّل نصف القطر الهيدروليكي إلى قطر
يستخدم تعريف القطر الهيدروليكي أربعة أمثال نسبة المساحة إلى المحيط المبتل.
4 × (0.5) = 2 m
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
لأنبوب دائري ممتلئ قطره 0.2 m تكون R = 0.05 m وDh = 0.2 m. وهذه المطابقة فحص مفيد للوحدات والتعريف.
مثال ثانٍ مشروح — معطيات مختلفة
في المسألة الثانية تتغيّر بعض المعطيات. توقّع اتجاه تغيّر الناتج، ثم احسبه من المعطيات الجديدة دون إعادة استخدام إجابة المثال الأول.
- R · نصف القطر الهيدروليكي
- 0.05 m
حدّد نسبة المساحة إلى المحيط المبتل
يجب أن يكون نصف القطر المعطى هيدروليكياً لا نصف القطر الهندسي.
(0.05) = 0.05 mحوّل نصف القطر الهيدروليكي إلى قطر
يستخدم تعريف القطر الهيدروليكي أربعة أمثال نسبة المساحة إلى المحيط المبتل.
4 × (0.05) = 0.2 m
جرّب قيمك الآن
غيّر قيمة أو وحدتها؛ تعرض الطريقة نفسها حسابك خطوة بخطوة.
تتحدّث النتيجة عند الحساب فقط، ويبقى المثال المشروح أعلاه دون تغيير.
دورك الآن — اختبر فهمك
حلّ هذه المسألة المستقلة بنفسك باستخدام القيم أدناه فقط؛ فمعطيات المثالين المشروحين مختلفة. اكتب الناتج المطلوب بالوحدة التي تختارها.
- R · نصف القطر الهيدروليكي
- 0.12 m
أوجد: تعلّم حساب القطر الهيدروليكي
تلميح دون كشف الإجابة
اضرب R في 4. للأنبوب الدائري الممتلئ تكون A = πD²/4 وP = πD؛ ولذلك R = D/4 ويكون القطر الهيدروليكي مساوياً القطر الفعلي للأنبوب.
يمثل R وDh طولين بالمتر. وتمثل R نصف القطر الهيدروليكي لا نصف القطر الهندسي. ولا يدخل المحيط المبتل إلا الحد الملامس للسائل فعلياً.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
حدّد نسبة المساحة إلى المحيط المبتل
يجب أن يكون نصف القطر المعطى هيدروليكياً لا نصف القطر الهندسي.
(0.12) = 0.12 mحوّل نصف القطر الهيدروليكي إلى قطر
يستخدم تعريف القطر الهيدروليكي أربعة أمثال نسبة المساحة إلى المحيط المبتل.
4 × (0.12) = 0.48 m
تجنّب الخطأ الشائع
لا تضاعف R مرتين فقط كما في نصف قطر دائرة هندسي. ولا تُدرج سطح الماء الحر في محيط الجدار المبتل.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
لا يجعل القطر المكافئ كل علاقة للأنبوب الدائري صالحة تلقائياً لقناة غير دائرية. ولا تستخدم Dh بدلاً من العمق الهيدروليكي A/عرض السطح في عدد فرويد.
للدراسة والفهم، لا لاعتماد منشأ حقيقي أو عملية في الموقع أو تصميم. تتطلب الأعمال الفعلية الكود والملحق الوطني الصحيحين ومراجعة مهنية.
فهمت فكرة. واصل التعلّم.
تُحفظ العلامة الاختيارية في هذا المتصفح فقط. هي ملاحظة تقدّم شخصية وليست شهادة.
المصادر وللمزيد من القراءة
تفتح المراجع في تبويب جديد وتشرح المبادئ الأساسية. النص التعليمي والأمثلة هنا من إعداد SimpleFlick؛ ولا يعني الاستشهاد اعتماد الجهات المصدر لهذه الحاسبة.
موضوع القراءة: القطر الهيدروليكي. مبادئ قياس المياه؛ ولأجهزة التصريف اقرأ فصول الفتحات والهدارات وشروط التركيب وقياس الرأس، لا معادلة المعامل وحدها.
- U.S. Bureau of Reclamation — Water Measurement Manual, 3rd edition (1997; revised reprint 2001)
- Dawei Han, University of Bristol — Concise Hydraulics (2008, Ventus Publishing)
آخر تحديث للدرس: · فُحص المثالان والمسألة التدريبية المستقلة مقابل تنفيذ عددي مستقل عالي الدقة. يتحقق ذلك من الحساب للنموذج المحدد، ولا يُعد اعتماداً هندسياً.