حاسبة جريان القناة المكشوفة

جريان القناة المكشوفة هو التصريف بسطح حر في القنوات والبرابخ الممتلئة جزئيًا والمجاري الطبيعية ومجمعات مياه الأمطار. صيغة مانينغ الدولية SI المستخدمة عالميًا للجريان المنتظم هي Q = (1/n) A R مرفوعًا إلى الثلثين في جذر S، و Q بالأمتار المكعبة في الثانية عندما تكون المساحة بالأمتار المربعة ونصف القطر الهيدروليكي بالأمتار والميل بلا أبعاد و n خشونة مانينغ. تقبل هذه الحاسبة تلك الأعداد الأربعة وتعيد معدل الجريان الحجمي مع السرعة المتوسطة عندما لا يكون المقطع جافًا.

ما الذي تحسبه معادلة مانينغ لتصريف القناة المكشوفة

معادلة مانينغ هي الصيغة التجريبية للجريان المنتظم التي تربط السرعة المتوسطة في قناة مكشوفة بنصف القطر الهيدروليكي وميل الطاقة ومعامل خشونة n يصوّر ملمس القاع والضفتين. بوحدات SI تكون السرعة V = (1/n) R مرفوعًا إلى الثلثين في جذر S، والتصريف Q = A V الذي يتوسع إلى Q = (1/n) A R مرفوعًا إلى الثلثين S مرفوعًا إلى النصف. المساحة A هي مقطع الجريان بالأمتار المربعة.

نصف القطر الهيدروليكي R هو نسبة تلك المساحة إلى المحيط المبلل — طول الحد الصلب–السائل لا السطح الحر — ويجب توريده هنا طولًا بالأمتار؛ فهذه الحاسبة لا تعيد حساب R من الهندسة. S هو ميل الطاقة بلا أبعاد، ويساوي ميل القاع في الجريان المنتظم، ويُكتب ككسر مثل 0.001 لعُشر الواحد في المئة. معامل مانينغ n معامل خشونة موجب: الخرسانة الملساء غالبًا قرب 0.012، وقنوات التراب قرب 0.025، والمجاري النباتية أو الطبيعية غالبًا بين 0.03 و 0.05.

تتجمع نية البحث حول حاسبة جريان القناة المكشوفة ومعادلة مانينغ وتصريف القناة والأمتار المكعبة في الثانية من A و R و S و n. من يملك مقطعًا وميلًا أصلًا يريد ذلك الجداء، لا أداة أنبوب تضرب المساحة في سرعة متوسطة معلومة، ولا نسبة نصف قطر هيدروليكي وحدها، ولا صيغة هدار. تحسب هذه الصفحة جداء مانينغ في SI فقط.

لا تستخرج A أو R من مستطيل أو شبه منحرف مسمّى، ولا تحوّل الوحدات العرفية الأمريكية حيث يظهر العامل 1.486، ولا تراجع n في جدول مواد، ولا تحل جريانًا متغيرًا تدريجيًا بسطح حر. أبقِ وحدات SI من الطرف إلى الطرف كي يكون معدل الجريان المعاد بالأمتار المكعبة في الثانية.

عقد الإدخال وتقييم مانينغ الدولي وسلوك الخطأ

يجب أن تكون المساحة ونصف القطر الهيدروليكي والميل غير سالبة. مقطع جاف بمساحة صفر أو نصف قطر هيدروليكي مندثر أو امتداد مستوٍ بميل صفر يعطي معدل جريان صفر، وهو نتيجة مشروعة للجريان المنتظم. مساحة أو نصف قطر أو ميل سالب ليست حالة فيزيائية لقناة مكشوفة وتُرفض.

تُرفض المقادير فوق 10^{12} لأنها خارج النطاق المدعوم. تسميات formula و method تعيّن مسار مانينغ في SI. لا مساعد هندسة ولا تحويل وحدات.

أين تُستخدم حاسبة مانينغ للقناة المكشوفة والأدوات المجاورة والتسعير

يصمّم الريّ بتكرار العمق حتى يطابق Q مانينغ الطلب؛ وهذه النهاية هي التقييم الداخلي متى عُرفت المساحة ونصف القطر الهيدروليكي من مسح مستطيل أو شبه منحرف أو غير منتظم. يتحقق من يُنمذج مياه الأمطار من تقدير جريان منتظم لبربخ أو خندق مبطّن قبل فتح حلال Saint-Venant كامل. تطلب مختبرات التدريس حساب تصريف قناة مستطيلة مع تغيّر العمق، بجمع A = b y و R = b y / (b + 2 y) مع n و S معطاة، ثم المقارنة بمنحنى قياس لهدار أو قناة.

تحتاج اختبارات برمجيات مكتبات الهيدروليكا إلى Q متوقع مجمّد في SI حتى لا يغيّر إعادة هيكلة وحدة الهندسة جداء مانينغ في صمت. ملاحظات الميدان التي تسرد أصلًا مقطعًا مساحيًا وشريطًا للحد المبلل محوَّلًا إلى R وميل قاع و n من دليل يمكنها تحويل تلك الأعداد الأربعة إلى أمتار مكعبة في الثانية دون إقامة نموذج حوض. هذه الصفحة ليست أداة جريان أنبوب تضرب المساحة في سرعة متوسطة معلومة، ولا حاسبة نصف قطر هيدروليكي وحدها، ولا صيغة هدار عريض القمة.

استخدم نموذج المتصفح حين تريد تحققًا فوريًا أثناء تصحيح واجب أو مقابلة حساب يدوي لجداء مانينغ. النتائج حتمية تمامًا: المدخلات المتطابقة تنتج دائمًا معدل الجريان نفسه وتسميات الصيغة والطريقة نفسها، بلا نموذج لغوي ولا شبكة صادرة ولا اعتماد على الساعة.