Calcolatore di portata a pelo libero

Il deflusso a pelo libero è la scarica in canali, tombini parzialmente pieni, corsi naturali e collettori pluviali. La formula SI di Manning, usata in tutto il mondo per il moto uniforme, è Q = (1/n) A R a due terzi per la radice di S, con Q in metri cubi al secondo quando l'area è in metri quadrati, il raggio idraulico in metri, la pendenza è adimensionale e n è la scabrezza di Manning. Questo calcolatore accetta quei quattro numeri e restituisce la portata volumetrica insieme alla velocità media quando la sezione non è asciutta.

Che cosa calcola l'equazione di Manning per la portata a pelo libero

L'equazione di Manning è la formula empirica di moto uniforme che collega la velocità media in un canale a pelo libero al raggio idraulico, alla pendenza energetica e a un coefficiente di scabrezza n che cifra la tessitura dell'alveo e delle sponde. In unità SI la velocità è V = (1/n) R a due terzi per la radice di S, e la portata è Q = A V, che si sviluppa in Q = (1/n) A R a due terzi S a un mezzo.

L'area A è la sezione di deflusso in metri quadrati. Il raggio idraulico R è il rapporto di quell'area sul perimetro bagnato — la lunghezza del contorno solido-fluido, non la superficie libera — e qui va fornito come una lunghezza in metri; questo calcolatore non ricalcola R dalla geometria. S è la pendenza energetica adimensionale, uguale alla pendenza di fondo nel moto uniforme, scritta come frazione, ad esempio 0.001 per un decimo di un percento.

L'n di Manning è un coefficiente di scabrezza positivo: il calcestruzzo liscio sta spesso vicino a 0.012, i canali in terra vicino a 0.025 e i corsi vegetati o naturali di solito tra 0.03 e 0.05. L'intento di ricerca si raggruppa intorno a calcolatore di portata a pelo libero, equazione di Manning, scarico di un canale e metri cubi al secondo da A, R, S e n.

Chi ha già una sezione e una pendenza vuole quel prodotto, non uno strumento da condotta che moltiplica l'area per una velocità media nota, non un rapporto di solo raggio idraulico e non una formula di stramazzo. Questa pagina calcola soltanto il prodotto SI di Manning.

Non ricava A o R da un rettangolo o un trapezio nominato, non converte le unità consuetudinarie USA in cui compare il fattore 1.486, non consulta n in una tabella di materiali e non risolve un moto gradualmente vario con un profilo di superficie libera. Conservi le unità SI da un capo all'altro affinché la portata restituita sia in metri cubi al secondo.

Contratto di ingresso, valutazione SI di Manning e comportamento d'errore

Area, raggio idraulico e pendenza devono essere non negativi. Una sezione asciutta con area zero, un raggio idraulico evanescente o un tratto piano con pendenza zero produce una portata di zero, risultato legittimo di moto uniforme. Un'area, un raggio o una pendenza negativi non sono uno stato fisico di canale a pelo libero e vengono rifiutati.

La scabrezza deve essere strettamente positiva. Le grandezze oltre 10^{12} sono rifiutate perché fuori dall'intervallo ammesso. Le etichette formula e method identificano la via SI di Manning.

Non c'è assistente di geometria né conversione di unità.

Dove si usa un calcolatore Manning a pelo libero, strumenti vicini e tariffa

Chi dimensiona l'irrigazione itera la profondità finché il Q di Manning uguaglia la domanda; questa estremità è la valutazione interna una volta che area e raggio idraulico sono noti da un rilievo rettangolare, trapezoidale o irregolare. Chi modellizza le acque meteoriche verifica una stima di moto uniforme per un tombino o un fosso rivestito prima di aprire un solutore Saint-Venant completo.

I laboratori didattici chiedono di calcolare la scarica di un canale rettangolare al variare della profondità, combinando A = b y e R = b y / (b + 2 y) con un n e una S dati, poi di confrontare con una curva di taratura di stramazzo o di canaletta. I test software di librerie idrauliche necessitano di un Q SI atteso congelato affinché un refactor del modulo di geometria non cambi in silenzio il prodotto di Manning.

Note di campo che già elencano una sezione rilevata, un nastro del contorno bagnato convertito in R, una pendenza di fondo e un n da manuale possono convertire quei quattro numeri in metri cubi al secondo senza erigere un modello di bacino. Questa pagina non è uno strumento di portata in condotta che moltiplica l'area per una velocità media nota, né un calcolatore di solo raggio idraulico, né una formula di stramazzo a larga soglia.

Usi il modulo del browser quando desidera un controllo immediato nel valutare un compito o nel confrontare un calcolo a mano del prodotto di Manning. I risultati sono pienamente deterministici: ingressi identici producono sempre la stessa portata e le stesse etichette di formula e metodo, senza modello linguistico, senza rete in uscita e senza dipendenza dall'orologio.