Calcolatore di stramazzo a larga soglia
Una soglia di 1,5 m sotto 0,3 m di carico genera corrente critica con un'altezza di 0,2 m, due terzi del carico. Inserisca larghezza, carico di monte e gravità e ottenga portata teorica, altezza e velocità critiche. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Larghezza della cresta
- 1,5
- Carico a monte
- 0,3
- Gravità
- 9,81
- Profondità critica
- 0,2
- Velocità critica
- 1,4007141036
- Portata di scarico
- 0,4202142311
- Portata
- 0,4202142311
Uno stramazzo a larga soglia è un controllo idraulico la cui cresta è abbastanza lunga, nel senso del flusso, perché la superficie libera diventi parallela alla cresta e si formi moto critico. Questo calcolatore riceve la larghezza rettangolare della cresta, il carico di monte misurato al di sopra di essa e l'accelerazione di gravità, e restituisce la portata volumetrica teorica — il deflusso Q — secondo la teoria del moto critico. L'identità è Q uguale a (due terzi) elevato a tre mezzi volte la larghezza volte la radice di g volte il carico elevato a tre mezzi, equivalente a larghezza per altezza critica per velocità critica quando l'altezza critica vale due terzi del carico. Mantenga unità di lunghezza e tempo coerenti affinché Q sia volume per tempo.
Teoria del moto critico per uno stramazzo a larga soglia
Uno stramazzo a larga soglia è una soglia o un controllo rettangolare la cui cresta è lunga nel senso della corrente, in genere diverse volte il carico di monte, così che la superficie libera possa divenire parallela alla cresta e una sezione di moto critico possa stabilirsi su di essa. I manuali di idraulica contrappongono questa geometria allo stramazzo a soglia sottile, dove una lastra sottile lancia una vena libera e il coefficiente di portata si legge da una curva empirica.
Su una cresta larga il controllo è in teoria il moto critico: il numero di Froude vale uno, il che significa che la velocità media sulla profondità è pari alla radice quadrata dell'accelerazione di gravità per l'altezza locale. La portata volumetrica Q è il prodotto della larghezza rettangolare di cresta b, dell'altezza critica e della velocità critica, che si riscrive subito come Q uguale a (due terzi) elevato a tre mezzi volte b volte la radice di g volte H elevato a tre mezzi.
Questo calcolatore valuta quell'identità con un coefficiente di portata teorico pari a uno. Non incorpora un Cd di laboratorio, un fattore di contrazione laterale, la scabrezza né una riduzione per annegamento; tali effetti appartengono a una scala di deflusso propria del sito. Se la cresta è così corta che la vena si stacca, l'opera si comporta come stramazzo a soglia sottile e questa formula non si applica.
Il coefficiente (due terzi) a tre mezzi vale circa 0.5443 e viene restituito accanto alla portata affinché Lei possa confrontare la forma chiusa con il percorso per altezza critica.
Dove si usa la portata teorica dello stramazzo
Chi progetta irrigazione e drenaggio impiega uno stramazzo a larga soglia come controllo robusto, tollerante ai detriti, che misura anche la portata del canale quando la cresta è abbastanza lunga per il moto critico. Una prima stima di Q da larghezza, carico e g dimensiona l'apertura prima che sia disponibile un Cd di laboratorio o una scala di deflusso di campo, ed è onesta nell'omettere le correzioni di annegamento e contrazione finché quei dati non esistono.
I laboratori didattici chiedono di confrontare la portata misurata con l'identità teorica (due terzi) a tre mezzi e di discutere perché un Cd reale sia un po' inferiore a uno; un oracolo deterministico consente a chi insegna di generare chiavi per b, H e g arbitrari senza un pacchetto completo di fluidi computazionali.
Il personale di campo che controlla un bacino di dissipazione o la cresta di uno sfioratore durante una piena può convertire la lettura di un'asta sopra la cresta in volume per tempo quando l'opera è modulare (libera, non sommersa). Tenga le richieste piccole, fissi la portata arrotondata nei test e otterrà deflussi di stramazzo riproducibili per i compiti, i plugin LMS e i worker di bordo, senza allestire un solutore idraulico proprio.
Casi d'uso
Verifiche di progetto di canali e irrigazione
Stimi la portata modulare su uno stramazzo rettangolare a larga soglia a partire dalla larghezza di progetto, dal carico di esercizio e dalla g locale, prima che sia disponibile una curva di laboratorio.
Chiavi di esercizi e laboratorio di idraulica
Generi Q, altezza critica e velocità critica deterministiche per b, H e g arbitrari, così la classe confronti l'identità (2/3)^{3/2} con i dati della canaletta.
Domande frequenti
Quale formula usa il calcolatore di stramazzo a larga soglia?
Il coefficiente di portata è uno; Cd di laboratorio, contrazioni e annegamento non vengono applicati.
Perché larghezza di cresta, carico di monte e gravità devono essere positivi?
Una larghezza, un carico o una g non positivi non definiscono una portata fisica di moto critico in questo modello.
Quali unità devo usare per uno stramazzo a larga soglia?
Qualunque coppia coerente di lunghezza e tempo. Metri con g in m/s² danno Q in m³/s; piedi con g in ft/s² danno Q in ft³/s. Il calcolatore non converte le unità.
In che modo uno stramazzo a larga soglia differisce da uno a soglia sottile?
Una cresta larga è abbastanza lunga perché la superficie diventi parallela alla cresta e il moto critico controlli la portata. Una cresta sottile lancia una vena libera; il suo Q usa un Cd empirico, non questa identità (2/3)^{3/2}.
Il risultato include un coefficiente di efflusso o il rigurgito?
No. Usa il coefficiente teorico pari a uno, senza coefficiente di laboratorio, contrazione laterale, scabrezza o riduzione per stramazzo rigurgitato. Questi effetti appartengono a una scala di deflusso specifica del sito, quando ha dati di campo o di laboratorio.
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Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
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}Esempio di risposta
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"type": "phys.broad_crested_weir",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Limiti
max_abs_crest_width | 1000000000000 |
max_abs_upstream_head | 1000000000000 |
max_abs_gravity | 1000000000000 |
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Ogni ingresso deve essere un numero finito strettamente positivo; campi assenti, zero, negativi, infiniti e token non numerici falliscono con invalid_input e non vengono addebitati. Le chiamate API riuscite costano $0.002.
Teoria del moto critico per uno stramazzo a larga soglia
L'energia specifica misurata dalla cresta collega allora il carico di monte H a quell'altezza critica y_c con H uguale a y_c più il carico di velocità y_c su due, così y_c vale due terzi di H quando il carico include già il contributo della velocità di avvicinamento oppure quando il serbatoio di monte è abbastanza largo perché tale velocità sia trascurabile.
Ingressi, unità, campi della risposta e valori non validi
Zero e negativi falliscono perché uno stramazzo di larghezza nulla, un carico non positivo o una gravità non positiva non definiscono una portata fisica in questo modello. Magnitudini oltre 10^{12} sono respinte perché fuori dall'intervallo ammesso. Mantenga le unità coerenti: metri con metri al secondo quadrato danno metri cubi al secondo; piedi con piedi al secondo quadrato danno piedi cubi al secondo. La convalida fallita non viene addebitata. Invii un corpo JSON con tre numeri finiti strettamente positivi e obbligatori: crest_width, la larghezza rettangolare di cresta b; upstream_head, il carico energetico H misurato sopra la cresta; e gravity, l'accelerazione gravitazionale g. I nomi preferiti sono quei campi canonici; si accettano gli alias b, width, B, weir_width e crest per la larghezza, gli alias H, head, h, water_head e approach_head per il carico, e gli alias g, g_accel e gravitational_acceleration per la gravità, così fogli di calcolo e moduli tipizzati riutilizzano lo stesso contratto. Ogni valore può arrivare come numero JSON o come stringa decimale, notazione scientifica compresa; booleani, oggetti, array, stringhe vuote, NaN e infiniti vengono respinti. In caso di successo il corpo ripete i tre ingressi arrotondati a dodici decimali, più critical_depth y_c uguale a due terzi di H, critical_velocity uguale alla radice di g per y_c, discharge e flow_rate come lo stesso Q volumetrico, coefficient (due terzi) a tre mezzi, una stringa di formula e method broad_crested_weir_critical_flow.
Dove si usa la portata teorica dello stramazzo
Poiché l'implementazione è parse puro di livello A, ogni chiamata riuscita costa il $0.002 pubblicato, senza token di modello né rete in uscita, e un ingresso non valido non consuma il saldo.
Casi di integrazione
Fixture software per canali a pelo libero
Fissi la portata attesa dello stramazzo nei test unitari con unità SI e imperiali, gravità non terrestre compresa, senza incorporare una libreria idraulica completa.
Domande tecniche
Quanto costa il calcolatore di stramazzo a larga soglia?
Lo strumento nel browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo prepagato KIT a $0.002 per chiamata riuscita; un ingresso non valido non viene addebitato.