تعلّم حساب معدل تغير التخزين
يزداد حجم التخزين عندما يدخل الماء أسرع مما يخرج. تقارن معادلة الاستمرارية معدلي الدخول والخروج لإيجاد المعدل اللحظي لتغير التخزين.
ماذا يقول القانون؟
اطرح معدل الخروج O من معدل الدخول I. تعني القيمة الموجبة لـI − O امتلاءً، والسالبة تفريغاً. الناتج هو dS/dt لا حجم التخزين S نفسه.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- I
- التدفق الداخل
التدفق الداخل. يقاس مجموع الدخول المختار عبر الحد نفسه الذي يقاس عبره الخروج.
m³/sاستخدم m³/s كوحدة أساسية معروضة هنا. يستخدم I وO كلاهما m³/s، ولذلك يستخدم الناتج الوحدة نفسها. للحصول على تغير حجم خلال فترة ذات معدلات ثابتة اضرب الناتج في الزمن بالثواني؛ وهذا الزمن الإضافي ليس مدخلاً في هذه الحاسبة.
- O
- التدفق الخارج
التدفق الخارج. الفرق الموقّع هو معدل الامتلاء أو التفريغ وليس حجماً مطلقاً مخزناً.
m³/sاستخدم m³/s كوحدة أساسية معروضة هنا. يستخدم I وO كلاهما m³/s، ولذلك يستخدم الناتج الوحدة نفسها. للحصول على تغير حجم خلال فترة ذات معدلات ثابتة اضرب الناتج في الزمن بالثواني؛ وهذا الزمن الإضافي ليس مدخلاً في هذه الحاسبة.
- dS/dt
- الناتج المطلوب
معدل تغير التخزين. الفرق الموقّع هو معدل الامتلاء أو التفريغ وليس حجماً مطلقاً مخزناً.
m³/s
وحّد الوحدات أولاً
يستخدم I وO كلاهما m³/s، ولذلك يستخدم الناتج الوحدة نفسها. للحصول على تغير حجم خلال فترة ذات معدلات ثابتة اضرب الناتج في الزمن بالثواني؛ وهذا الزمن الإضافي ليس مدخلاً في هذه الحاسبة.
الافتراضات قبل الحساب
نفترض إدراج جميع معدلات الدخول والخروج الحجمية ذات الصلة لحد تخزين محدد بوضوح وماء غير قابل للانضغاط. يجب أن تخص المعدلات المعطاة اللحظة نفسها أو فترة متوسط 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.
- I · التدفق الداخل
- 5 m³/s
- O · التدفق الخارج
- 3 m³/s
حدّد الجريان الداخل إلى التخزين
يقاس مجموع الدخول المختار عبر الحد نفسه الذي يقاس عبره الخروج.
(5) = 5 m³/sاطرح الجريان الخارج من التخزين
الفرق الموقّع هو معدل الامتلاء أو التفريغ وليس حجماً مطلقاً مخزناً.
(5)-(3) = 2 m³/s
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
يعطي تساوي الدخول والخروج معدل تغير تخزين صفرياً رغم استمرار حركة الماء عبر الخزان. ويجب أن ينتج الخروج الأكبر من الدخول قيمة سالبة.
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.
- I · التدفق الداخل
- 2 m³/s
- O · التدفق الخارج
- 3.5 m³/s
حدّد الجريان الداخل إلى التخزين
يقاس مجموع الدخول المختار عبر الحد نفسه الذي يقاس عبره الخروج.
(2) = 2 m³/sاطرح الجريان الخارج من التخزين
الفرق الموقّع هو معدل الامتلاء أو التفريغ وليس حجماً مطلقاً مخزناً.
(2)-(3.5) = -1.5 m³/s
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.
- I · التدفق الداخل
- 4.5 m³/s
- O · التدفق الخارج
- 2 m³/s
أوجد: تعلّم حساب معدل تغير التخزين
تلميح دون كشف الإجابة
اطرح معدل الخروج O من معدل الدخول I. تعني القيمة الموجبة لـI − O امتلاءً، والسالبة تفريغاً. الناتج هو dS/dt لا حجم التخزين S نفسه.
يستخدم I وO كلاهما m³/s، ولذلك يستخدم الناتج الوحدة نفسها. للحصول على تغير حجم خلال فترة ذات معدلات ثابتة اضرب الناتج في الزمن بالثواني؛ وهذا الزمن الإضافي ليس مدخلاً في هذه الحاسبة.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
حدّد الجريان الداخل إلى التخزين
يقاس مجموع الدخول المختار عبر الحد نفسه الذي يقاس عبره الخروج.
(4.5) = 4.5 m³/sاطرح الجريان الخارج من التخزين
الفرق الموقّع هو معدل الامتلاء أو التفريغ وليس حجماً مطلقاً مخزناً.
(4.5)-(2) = 2.5 m³/s
تجنّب الخطأ الشائع
لا تجمع الدخول والخروج، ولا تعكس إشارة الامتلاء، ولا تسمِّ قيمة بوحدة m³/s حجماً مخزناً بوحدة m³. أدرج التسرب أو التبخر كخروج عندما يكونان مؤثرين في الموازنة المختارة.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
لا تحسب العلاقة منسوب الماء دون منحنى منسوب–تخزين، ولا تمنع النفاد أو الفيضان الفعليين. تحتاج المعدلات المتغيرة زمنياً إلى تكامل وتخزين ابتدائي؛ ولا يمكن استنتاجهما من فرق المعدلين المفرد هذا.
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: معدل تغير التخزين. مخازن الدورة المائية وانتقالاتها. حدد حجم السيطرة واستخدم فترات زمنية متطابقة قبل تكوين ميزان التخزين.
آخر تحديث للدرس: · فُحص المثالان والمسألة التدريبية المستقلة مقابل تنفيذ عددي مستقل عالي الدقة. يتحقق ذلك من الحساب للنموذج المحدد، ولا يُعد اعتماداً هندسياً.