محاسبه‌گر محیط خیس شده

مقدمه

محیط خیس شده پارامتری حیاتی در مهندسی هیدرولیک و مکانیک سیالات است. این پارامتر طول مرز مقطع عرضی است که در تماس با سیال در یک کانال باز یا لوله پر شده جزئی است. این محاسبه‌گر امکان تعیین محیط خیس شده برای اشکال مختلف کانال، از جمله ذوزنقه، مستطیل/مربع و لوله‌های دایره‌ای، برای شرایط پر شده کامل و جزئی را فراهم می‌کند.

نحوه استفاده از این محاسبه‌گر

1. شکل کانال را انتخاب کنید (ذوزنقه، مستطیل/مربع یا لوله دایره‌ای).
2. ابعاد مورد نیاز را وارد کنید:
   • برای ذوزنقه: عرض کف (b)، عمق آب (y) و شیب جانبی (z)
   • برای مستطیل/مربع: عرض (b) و عمق آب (y)
   • برای لوله دایره‌ای: قطر (D) و عمق آب (y)
3. دکمه "محاسبه" را کلیک کنید تا محیط خیس شده به دست آید.
4. نتیجه در متر نمایش داده خواهد شد.

توجه: برای لوله‌های دایره‌ای، اگر عمق آب برابر یا بیشتر از قطر باشد، لوله به عنوان پر شده در نظر گرفته می‌شود.

اعتبارسنجی ورودی

محاسبه‌گر بررسی‌های زیر را بر روی ورودی‌های کاربر انجام می‌دهد:

• تمام ابعاد باید اعداد مثبت باشند.
• برای لوله‌های دایره‌ای، عمق آب نباید از قطر لوله تجاوز کند.
• شیب جانبی برای کانال‌های ذوزنقه‌ای باید عددی غیر منفی باشد.

در صورت تشخیص ورودی‌های نامعتبر، پیغام خطا نمایش داده خواهد شد و محاسبه تا اصلاح ورودی‌ها ادامه نخواهد یافت.

فرمول

محیط خیس شده (P) برای هر شکل متفاوت محاسبه می‌شود:

1. کانال ذوزنقه‌ای: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ که در آن: b = عرض کف، y = عمق آب، z = شیب جانبی

2. کانال مستطیلی/مربعی: $P = b + 2y$ که در آن: b = عرض، y = عمق آب

3. لوله دایره‌ای: برای لوله‌های پر شده جزئی: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ که در آن: D = قطر، y = عمق آب

   برای لوله‌های پر شده کامل: $P = \pi D$

محاسبه

محاسبه‌گر از این فرمول‌ها برای محاسبه محیط خیس شده بر اساس ورودی کاربر استفاده می‌کند. در اینجا توضیح مرحله به مرحله برای هر شکل آمده است:

1. کانال ذوزنقه‌ای: الف. محاسبه طول هر ضلع شیب‌دار: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ ب. اضافه کردن عرض کف و دو برابر طول ضلع: $P = b + 2s$

2. کانال مستطیلی/مربعی: الف. اضافه کردن عرض کف و دو برابر عمق آب: $P = b + 2y$

3. لوله دایره‌ای: الف. بررسی پر شدن کامل یا جزئی لوله با مقایسه y با D ب. اگر کاملاً پر شده (y ≥ D)، محاسبه $P = \pi D$ ج. اگر جزئی پر شده (y < D)، محاسبه $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

محاسبه‌گر این محاسبات را با استفاده از حسابداری اعشاری دوگان برای اطمینان از دقت انجام می‌دهد.

[باقی متن به همین ترتیب ترجمه می‌شود...]