La Calculadora de perímetro húmedo es una herramienta esencial para ingenieros, hidrólogos y científicos ambientales involucrados en la gestión del agua y la ingeniería hidráulica. Calcula el perímetro de un canal o tubería que está en contacto directo con el agua. Esta medición es crucial para determinar el radio hidráulico, que es fundamental en el análisis de fluidos. de tus señales dinámica, potencial de erosión y transporte de sedimentos en diversos cuerpos de agua como ríos, canales y sistemas de alcantarillado.
Calculadora de fórmula de perímetro mojado
1. Canal rectangular:
Para un canal rectangular, la fórmula para calcular el perímetro mojado es sencilla. Requiere el ancho del canal (b) y la profundidad del agua (y). La fórmula es:
Pw = b + 2y
Esta ecuación suma el ancho del canal al doble de la profundidad del agua en contacto con el canal. límite.
2. Canal Trapezoidal:
Los canales trapezoidales son más complejos debido a sus lados inclinados. La fórmula incorpora el ancho del fondo (b), la profundidad del agua (y) y el ángulo de la pendiente lateral (z) como:
Pw = b + 2y√(1 + z^2)
Aquí, z es el tangente del ángulo de pendiente lateral, lo que requiere un poco más de cálculo para comprender el perímetro de contacto completo.
3. Canal Triangular:
Similar a los canales trapezoidales pero sin un ancho de fondo, el perímetro mojado de un canal triangular depende únicamente de la profundidad del agua (y) y el ángulo de la pendiente lateral (z):
Pw = 2y√(1 + z^2)
Esta fórmula es útil para canales con ángulos muy pronunciados donde la profundidad y la pendiente del agua son clave Factores.
4. Tubería parcialmente llena:
Calcular el perímetro mojado de una tubería parcialmente llena involucra el radio de la tubería (r) y el ángulo central (θ) en radianes que ocupa el agua, con:
θ = 2 * arccos [(r – h) / r]
Pw = r * θ
Esto es para situaciones en las que las tuberías no están completamente llenas, un escenario común en los sistemas de alcantarillado.
Notas adicionales:
- Estas fórmulas asumen condiciones de flujo uniforme.
- El radio hidráulico, que es crucial para el análisis del flujo de fluidos, es el área mojada dividida por el perímetro mojado.
Tablas y calculadoras útiles
| Forma del canal | Dimensiones | Fórmula del perímetro mojado | Ejemplo de cálculo | Perímetro mojado (metros) |
|---|---|---|---|---|
| Rectangular | Ancho = 10 m, Profundidad = 3 m | Pw = b + 2y | Pw = 10 + 2*3 | 16 |
| trapezoidal | Ancho inferior = 5 m, Profundidad = 3 m, Pendiente = 45° (z=1) | Pw = b + 2y√(1 + z^2) | Pw = 5 + 2*3√(1 + 1^2) | 13.46 |
| Triangular | Profundidad = 3m, Pendiente = 45° (z=1) | Pw = 2y√(1 + z^2) | Pw = 2*3√(1 + 1^2) | 8.49 |
| Tubería parcialmente llena | Radio = 2 m, Altura del agua = 1.5 m | Pw = r * θ (θ en radianes) | Pw = 2 * 2 * arcocos[(2-1.5)/2] | 3.14 * θ (θ calculado) |
Notas:
- El Pendiente para canales trapezoidales y triangulares se representa como “z”, que es la tangente del ángulo. Para una pendiente de 45°, z=1.
- θ para la tubería parcialmente llena se calcula con base en la fórmula: θ = 2 * arccos [(r – h) / r]. El perímetro final depende del valor específico de θ calculado a partir de la altura del agua.
- Estos ejemplos asumen condiciones estándar y cálculos sencillos para ilustrar cómo las diferentes formas y dimensiones impactan el perímetro mojado.
Ejemplo de calculadora de perímetro mojado
Ilustremos con un ejemplo simple: Calculemos el perímetro mojado de un canal rectangular donde el ancho es de 10 metros y la profundidad del agua es de 3 metros. Usando la fórmula para un canal rectangular:
Pw = 10 + 2*3 = 16 metros
Este ejemplo muestra claramente cómo aplicar la fórmula en un escenario del mundo real, lo que hace que el concepto sea más fácil de entender.
Preguntas frecuentes más comunes
R: El perímetro mojado es fundamental para determinar el radio hidráulico, que es esencial para calcular la velocidad del flujo. Esfuerzo cortantey la eficiencia general de los sistemas de conducción de agua.
R: Estas fórmulas cubren los escenarios más típicos que se encuentran en la ingeniería hidráulica, incluidos canales rectangulares, trapezoidales, triangulares y tuberías parcialmente llenas. Sin embargo, para formas muy irregulares, puede ser necesario un análisis más detallado.
R: En canales trapezoidales y triangulares, el ángulo de pendiente impacta significativamente el perímetro mojado. Una pendiente más pronunciada aumenta el perímetro debido al aumento del área en contacto con el agua, lo que puede afectar la dinámica de flujo y los cálculos relacionados con el transporte de sedimentos y el canal. de estabilidad.