Výpočet smočeného obvodu

Úvod

Smočený obvod je zásadní parametr v hydraulickém inženýrství a mechanice tekutin. Reprezentuje délku příčného průřezu, který je v kontaktu s tekutinou v otevřeném kanálu nebo částečně naplněném potrubí. Tento kalkulátor umožňuje určit smočený obvod pro různé tvary kanálů, včetně lichoběžníků, obdélníků/čtverců a kruhových potrubí, a to jak pro plně, tak částečně naplněné stavy.

Jak používat tento kalkulátor

1. Vyberte tvar kanálu (lichoběžník, obdélník/čtverec nebo kruhové potrubí).
2. Zadejte požadované rozměry:
   • Pro lichoběžník: spodní šířka (b), hloubka vody (y) a sklon strany (z)
   • Pro obdélník/čtverec: šířka (b) a hloubka vody (y)
   • Pro kruhové potrubí: průměr (D) a hloubka vody (y)
3. Klikněte na tlačítko "Vypočítat" pro získání smočeného obvodu.
4. Výsledek bude zobrazen v metrech.

Poznámka: Pro kruhová potrubí je potrubí považováno za plně naplněné, pokud je hloubka vody rovna nebo větší než průměr.

Validace vstupu

Kalkulátor provádí následující kontroly uživatelských vstupů:

• Všechny rozměry musí být kladná čísla.
• Pro kruhová potrubí nesmí být hloubka vody větší než průměr potrubí.
• Sklon strany pro lichoběžníkové kanály musí být nezáporné číslo.

Pokud jsou zjištěny neplatné vstupy, bude zobrazena chybová zpráva a výpočet nebude pokračovat, dokud nebudou opraveny.

Vzorec

Smočený obvod (P) je počítán odlišně pro každý tvar:

1. Lichoběžníkový kanál: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Kde: b = spodní šířka, y = hloubka vody, z = sklon strany

2. Obdélníkový/čtvercový kanál: $P = b + 2y$ Kde: b = šířka, y = hloubka vody

3. Kruhové potrubí: Pro částečně naplněné potrubí: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ Kde: D = průměr, y = hloubka vody

   Pro plně naplněné potrubí: $P = \pi D$

Výpočet

Kalkulátor používá tyto vzorce pro výpočet smočeného obvodu na základě uživatelova vstupu. Zde je krok za krokem vysvětlení pro každý tvar:

1. Lichoběžníkový kanál: a. Spočítejte délku každé šikmé strany: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Přidejte spodní šířku a dvakrát délku strany: $P = b + 2s$

2. Obdélníkový/čtvercový kanál: a. Přidejte spodní šířku a dvakrát hloubku vody: $P = b + 2y$

3. Kruhové potrubí: a. Zkontrolujte, zda je potrubí plně nebo částečně naplněné porovnáním y s D b. Pokud je plně naplněné (y ≥ D), spočítejte $P = \pi D$ c. Pokud je částečně naplněné (y < D), spočítejte $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

Kalkulátor provádí tyto výpočty pomocí aritmetiky s plovoucí řádovou čárkou s dvojitou přesností, aby byla zajištěna přesnost.

[Zbytek dokumentu zůstává stejný jako v originálním souboru, přeložený do češtiny se zachováním původní struktury.]