تعلّم حساب فقد الرأس الموضعي
تسبب الوصلة أو المدخل أو الكوع أو الصمام اضطراباً في جريان الأنبوب وتبدد طاقة. يربط معامل الفقد الموضعي K هذا الفقد بارتفاع السرعة في مقطع أنبوب مرجعي محدد.
ماذا يقول القانون؟
احسب v²/(2g)، ثم اضرب في K. يصف تعبير الفقد الموضعي مصدر الفقد المركّز، ولا يضمن صغره مقارنةً باحتكاك الأنبوب المستقيم.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- K
- معامل الفقد
معامل الفقد. يضرب المعامل كمية ارتفاع ولا تكون له في حد ذاته وحدة طول.
نسبة / بلا وحدةالنسبة غير البعدية بلا وحدة فيزيائية؛ 0.01 كنسبة تساوي 1% عند اختيار النسبة المئوية.
- v
- السرعة
السرعة. استخدم سرعة الأنبوب المرتبطة بمعامل الفقد الموضعي المختار.
m/sاستخدم m/s كوحدة أساسية معروضة هنا. لا وحدة لـK، والسرعة بوحدة m/s والجاذبية بوحدة m/s²؛ ويكون فقد الارتفاع بالمتر. يجب أن تكون السرعة هي السرعة المرجعية نفسها المستخدمة لتعريف K المختارة، خصوصاً عند تغير الأقطار.
- g
- الجاذبية
الجاذبية. استخدم سرعة الأنبوب المرتبطة بمعامل الفقد الموضعي المختار.
m/s²استخدم m/s² كوحدة أساسية معروضة هنا. لا وحدة لـK، والسرعة بوحدة m/s والجاذبية بوحدة m/s²؛ ويكون فقد الارتفاع بالمتر. يجب أن تكون السرعة هي السرعة المرجعية نفسها المستخدمة لتعريف K المختارة، خصوصاً عند تغير الأقطار.
- hm
- الناتج المطلوب
فقد الرأس الموضعي. يضرب المعامل كمية ارتفاع ولا تكون له في حد ذاته وحدة طول.
m
وحّد الوحدات أولاً
لا وحدة لـK، والسرعة بوحدة m/s والجاذبية بوحدة m/s²؛ ويكون فقد الارتفاع بالمتر. يجب أن تكون السرعة هي السرعة المرجعية نفسها المستخدمة لتعريف K المختارة، خصوصاً عند تغير الأقطار.
الافتراضات قبل الحساب
اعتبر السائل غير قابل للانضغاط وبكثافة ثابتة، واستخدم سرعة المقطع المتوسطة. يؤخذ معامل تصحيح طاقة السرعة مساوياً 1؛ ويجب أن تستخدم المناسيب والضغوط مراجع متوافقة.
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.
- K · معامل الفقد
- 1.5
- v · السرعة
- 2 m/s
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
احسب ارتفاع السرعة المرجعية
استخدم سرعة الأنبوب المرتبطة بمعامل الفقد الموضعي المختار.
(2)^2 ÷ (2 × (9.81)) ≈ 0.2038735984 mاضرب في معامل الوصلة
يضرب المعامل كمية ارتفاع ولا تكون له في حد ذاته وحدة طول.
(1.5) × (0.2038735984) ≈ 0.3058103976 m
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
عند ثبات K تؤدي مضاعفة السرعة المرجعية إلى جعل الفقد أربعة أمثال. لا يضيف المعامل الصفري فقداً موضعياً في النموذج، لكنه لا يعني انعدام فواقد المنظومة كلها.
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.
- K · معامل الفقد
- 2
- v · السرعة
- 3 m/s
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
احسب ارتفاع السرعة المرجعية
استخدم سرعة الأنبوب المرتبطة بمعامل الفقد الموضعي المختار.
(3)^2 ÷ (2 × (9.81)) ≈ 0.4587155963 mاضرب في معامل الوصلة
يضرب المعامل كمية ارتفاع ولا تكون له في حد ذاته وحدة طول.
(2) × (0.4587155963) ≈ 0.9174311927 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.
- K · معامل الفقد
- 0.8
- v · السرعة
- 2.5 m/s
- g · الجاذبية
- 9.81 m/s²
أوجد: تعلّم حساب فقد الرأس الموضعي
تلميح دون كشف الإجابة
احسب v²/(2g)، ثم اضرب في K. يصف تعبير الفقد الموضعي مصدر الفقد المركّز، ولا يضمن صغره مقارنةً باحتكاك الأنبوب المستقيم.
لا وحدة لـK، والسرعة بوحدة m/s والجاذبية بوحدة m/s²؛ ويكون فقد الارتفاع بالمتر. يجب أن تكون السرعة هي السرعة المرجعية نفسها المستخدمة لتعريف K المختارة، خصوصاً عند تغير الأقطار.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
احسب ارتفاع السرعة المرجعية
استخدم سرعة الأنبوب المرتبطة بمعامل الفقد الموضعي المختار.
(2.5)^2 ÷ (2 × (9.81)) ≈ 0.3185524975 mاضرب في معامل الوصلة
يضرب المعامل كمية ارتفاع ولا تكون له في حد ذاته وحدة طول.
(0.8) × (0.3185524975) ≈ 0.254841998 m
تجنّب الخطأ الشائع
لا تجمع K مباشرةً مع ارتفاع بالمتر، ولا تستخدم السرعة بدلاً من مربعها، ولا تجمع معاملات معرّفة بسرعات مختلفة دون تحويل.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
استخدم معاملاً ينطبق على هندسة الوصلة وفتحتها واتجاه الجريان ومجال عدد رينولدز. قد يبطل تفاعل الوصلات المتقاربة استخدام معاملات منفصلة بسيطة. وحوّل الفقد إلى ضغط بواسطة ρg عند الحاجة فقط.
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: فقد الرأس الموضعي. 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.