تعلّم حساب منحنى النظام المبسط
يجمع منحنى منظومة ضخ مبسط ارتفاعاً ساكناً مع فواقد تعتمد على التصريف. يبقى الجزء الساكن حتى عند توقف الجريان، بينما يزداد الجزء التربيعي مع حركة السائل بسرعة أكبر داخل المنظومة.
ماذا يقول القانون؟
ربّع التصريف Q، واضربه في معامل المنظومة الملائم K، ثم أضف الارتفاع الساكن Hs. يجمع K سلوك الاحتكاك والفواقد الموضعية المختار في معامل دراسي واحد.
افهم الرموز بلغة بسيطة
- Hstatic
- الرأس الساكن
الرأس الساكن. يجب أن يستخدم الارتفاعان الساكن والمعتمد على التصريف اتفاق الإشارة والوحدات نفسه.
mالمتر وحدة طول؛ 1 m = 1000 mm.
- K
- معامل النظام
معامل فواقد النظام التربيعية المجمع في H = Hs + KQ². وحدته هنا s²/m⁵، بخلاف معامل الفقد الموضعي K غير البعدي.
s²/m⁵استخدم s²/m⁵ كوحدة أساسية معروضة هنا. تكون Q بوحدة m³/s؛ ولذلك يجب أن تكون وحدة K هي s²/m⁵ كي تصبح KQ² متراً. كما تكون Hs والارتفاع الكلي المطلوب بالمتر. ليست K هنا معامل الوصلة الموضعي غير البعدي.
- Q
- معدل التدفق
معدل التدفق. تعتمد فواقد المنظومة التربيعية على مربع التصريف لا على التصريف وحده.
m³/sاستخدم m³/s كوحدة أساسية معروضة هنا. تكون Q بوحدة m³/s؛ ولذلك يجب أن تكون وحدة K هي s²/m⁵ كي تصبح KQ² متراً. كما تكون Hs والارتفاع الكلي المطلوب بالمتر. ليست K هنا معامل الوصلة الموضعي غير البعدي.
- H
- الناتج المطلوب
منحنى النظام المبسط. يجب أن يستخدم الارتفاعان الساكن والمعتمد على التصريف اتفاق الإشارة والوحدات نفسه.
m
وحّد الوحدات أولاً
تكون Q بوحدة m³/s؛ ولذلك يجب أن تكون وحدة K هي s²/m⁵ كي تصبح KQ² متراً. كما تكون Hs والارتفاع الكلي المطلوب بالمتر. ليست K هنا معامل الوصلة الموضعي غير البعدي.
الافتراضات قبل الحساب
نفترض تكويناً ثابتاً للمنظومة ومعامل فواقد تربيعي ثابتاً تقريباً ضمن مجال التصريف المعني. تدل Q الموجبة على اتجاه الجريان المختار؛ ويمكن أن تكون Hs موقعة عندما يكون منسوب الاستقبال أخفض.
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.
- Hstatic · الرأس الساكن
- 15 m
- K · معامل النظام
- 5000 s²/m⁵
- Q · معدل التدفق
- 0.05 m³/s
ربّع التصريف المختار
تعتمد فواقد المنظومة التربيعية على مربع التصريف لا على التصريف وحده.
(0.05)^2 = 0.0025 m⁶/s²احسب الفقد المعتمد على التصريف
يحوّل المعامل ذو الأبعاد مربع التصريف إلى أمتار من الارتفاع.
(5000) × (0.0025) = 12.5 mأضف المركبة الساكنة
يجب أن يستخدم الارتفاعان الساكن والمعتمد على التصريف اتفاق الإشارة والوحدات نفسه.
(15) + (12.5) = 27.5 m
هل تبدو نتيجة المثال منطقية؟
عند Q = 0 يكون الناتج Hs. تضاعف Q يجعل جزء الفواقد KQ² وحده أربعة أمثال، وليس بالضرورة الارتفاع الكلي.
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.
- Hstatic · الرأس الساكن
- 10 m
- K · معامل النظام
- 4000 s²/m⁵
- Q · معدل التدفق
- 0.04 m³/s
ربّع التصريف المختار
تعتمد فواقد المنظومة التربيعية على مربع التصريف لا على التصريف وحده.
(0.04)^2 = 0.0016 m⁶/s²احسب الفقد المعتمد على التصريف
يحوّل المعامل ذو الأبعاد مربع التصريف إلى أمتار من الارتفاع.
(4000) × (0.0016) = 6.4 mأضف المركبة الساكنة
يجب أن يستخدم الارتفاعان الساكن والمعتمد على التصريف اتفاق الإشارة والوحدات نفسه.
(10) + (6.4) = 16.4 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.
- Hstatic · الرأس الساكن
- 12 m
- K · معامل النظام
- 6000 s²/m⁵
- Q · معدل التدفق
- 0.03 m³/s
أوجد: تعلّم حساب منحنى النظام المبسط
تلميح دون كشف الإجابة
ربّع التصريف Q، واضربه في معامل المنظومة الملائم K، ثم أضف الارتفاع الساكن Hs. يجمع K سلوك الاحتكاك والفواقد الموضعية المختار في معامل دراسي واحد.
تكون Q بوحدة m³/s؛ ولذلك يجب أن تكون وحدة K هي s²/m⁵ كي تصبح KQ² متراً. كما تكون Hs والارتفاع الكلي المطلوب بالمتر. ليست K هنا معامل الوصلة الموضعي غير البعدي.
اعرض حل التدريب كاملاً
قارن الخطوات بحلك؛ عرض الحل لا يضع علامة إكمال للدرس.
ربّع التصريف المختار
تعتمد فواقد المنظومة التربيعية على مربع التصريف لا على التصريف وحده.
(0.03)^2 = 0.0009 m⁶/s²احسب الفقد المعتمد على التصريف
يحوّل المعامل ذو الأبعاد مربع التصريف إلى أمتار من الارتفاع.
(6000) × (0.0009) = 5.4 mأضف المركبة الساكنة
يجب أن يستخدم الارتفاعان الساكن والمعتمد على التصريف اتفاق الإشارة والوحدات نفسه.
(12) + (5.4) = 17.4 m
تجنّب الخطأ الشائع
لا تدخل Q بوحدة L/s مع معامل ملائم لوحدة m³/s. ولا تربّع Hs أو تجمع هذا المعامل مباشرةً مع معامل فقد موضعي بلا وحدة.
متى تصلح الطريقة، وما حدودها؟
هذا منحنى منظومة مبسط وليس منحنى أداء مضخة. تغيّر الصمامات أو مسار الأنابيب أو نظام معامل الاحتكاك أو مناسيب الخزانات النموذج. ويشير الارتفاع المحسوب السالب إلى أن المنظومة المختارة قد توفر ارتفاعاً بدلاً من أن تتطلبه عند ذلك التصريف.
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: منحنى النظام المبسط. 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.