Hidrolik çap - Hydraulic diameter

Hidrolik çap , D _{, H} , taşıma yaygın olarak kullanılan bir terimdir akış dairesel olmayan hatlar ve kanallar içinde. Bu terimi kullanarak, birçok şeyi yuvarlak bir tüple aynı şekilde hesaplayabiliriz. Kesit, boru veya kanal uzunluğu boyunca üniform olduğunda, şu şekilde tanımlanır:

${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4A}{P}},}$

nerede

A , akışın kesit alanıdır,

P , kesitin ıslak çevresidir .

Daha sezgisel, hidrolik çap hidrolik yarıçapının bir fonksiyonu olarak anlaşılabilir R _{, H} ıslatılmış çevreye bölünmesi kanalın kesit alanı olarak tanımlanır. Burada ıslanan çevre, sıvıdan gelen kesme geriliminin etkilediği tüm yüzeyleri içerir.

${\displaystyle R_{\text{H}}={\frac {A}{P}},}$

${\displaystyle D_{\text{H}}=4R_{\text{H}},}$

Dairesel bir boru durumunda şunu unutmayın,

${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4\pi R^{2}}{2\pi R}}=2R}$

Reynolds sayısı gibi boyutsuz niceliklerin akış analizi için tabloda listelenen değişkenler kümesi yerine tek bir değişkeni tercih etmesi durumunda tek bir boyutun kullanılması nedeniyle hidrolik çap ihtiyacı ortaya çıkmaktadır . Manning formülü olarak adlandırılan bir miktarını içerir hidrolik yarıçap . Adından da anlaşılacağı gibi, hidrolik çap hidrolik yarıçapın iki katı değil , dört katıdır.

Hidrolik çap esas olarak türbülanslı akışı içeren hesaplamalar için kullanılır . Türbülanslı akışta türbülans kayma gerilmesi sonucu dairesel olmayan kanallarda ikincil akışlar gözlemlenebilir . Hidrolik çap, iç akış problemlerinde ısı transferinin hesaplanmasında da kullanılır.

Düzgün olmayan ve dairesel olmayan kesit kanalları

Daha genel bir durumda, Tesla valfi gibi düzgün olmayan dairesel olmayan kesit alanına sahip kanalların hidrolik çapı şu şekilde tanımlanır:

${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4V}{S}},}$

nerede

V , kanalın toplam ıslanan hacmidir,

S , toplam ıslak yüzey alanıdır.

Bu tanım, tek tip dairesel olmayan kesitli kanallar ve dairesel borular için indirgenmiştir . ${\displaystyle {\frac {4A}{P}}}$${\görüntüleme stili 2R}$

Hidrolik çapların listesi

Geometri	Hidrolik çap	Yorum Yap
Dairesel boru	${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4\cdot {\frac {\pi D^{2}}{4}}}{\pi D}}=D}$	Dairesel bir boru için hidrolik çap, basitçe borunun çapıdır.
halka	${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4\cdot {\frac {\pi (D_{\text{out}}^{2}-D_{\text{in}}^{2) })}{4}}}{\pi (D_{\text{out}}+D_{\text{içinde}})}}=D_{\text{out}}-D_{\text{içinde}} }$
Kare kanal	${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4a^{2}}{4a}}=a}$	burada a , bir kenarın uzunluğunu temsil eder, kesit alanını değil
Dikdörtgen kanal (tam dolu). Kanal, ıslanan çevre kanalın 4 tarafından oluşacak şekilde kapatılır.	${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4ab}{2(a+b)}}={\frac {2ab}{a+b}}}$	Çok geniş bir kanalın sınırlayıcı durumu için, yani b genişliğinde bir yuva , burada b ≫ a , o zaman D H = 2 a .
Su kanalı veya kısmen doldurulmuş dikdörtgen kanal. Tanımı gereği üstten açın, böylece ıslanan çevre kanalın 3 tarafından (yan ve tabanda 2) oluşacak şekilde.	${\displaystyle D_{\text{H}}={\frac {4ab}{2a+b}}}$	Çok geniş bir kanalın sınırlayıcı durumu için, yani b genişliğinde bir yarık için , burada b ≫ a ve a su derinliğidir, o zaman D H = 4 a .

Kesiti normal bir çokgen olan tamamen doldurulmuş bir kanal veya boru için, hidrolik çap, ıslak çevre içinde yazılı bir dairenin çapına eşdeğerdir . Bu şu şekilde görülebilir: Kenarlı düzgün çokgen , her biri yükseklik ve tabana sahip üçgenlerin birleşimidir . Bu tür üçgenlerin her biri toplam alana ve toplam çevreye katkıda bulunur .${\görüntüleme stili D}$${\görüntüleme stili N}$${\görüntüleme stili N}$${\görüntüleme stili D/2}$${\displaystyle B=D\tan(\pi /N)}$${\ Displaystyle BD/4}$${\görüntüleme stili B}$

${\displaystyle D_{\text{H}}=4{\frac {NBD/4}{NB}}=D}$

hidrolik çap için

Referanslar

Ayrıca bakınız

• Eşdeğer küresel çap
• Hidrolik yarıçap
• Darcy sürtünme faktörü