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 را برای اشکال مختلف کانال، از جمله ذوزنقه، مستطیل/مربع و لوله‌های دایره‌ای، در شرایط پر شده کامل و جزئی 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 محاسبه شود.
4. نتیجه به 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 شناسایی ورودی‌های نامعتبر، پیام خطا نمایش داده خواهد شد و محاسبه تا زمان اصلاح متوقف می‌شود.

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 جانب شیب‌دار: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ ب. اضافه کردن عرض کف و دو برابر طول جانبی: $P = b + 2s$

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

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

محاسبه‌گر این محاسبات را با استفاده از حسابداری اعشاری با دقت مضاعف انجام می‌دهد تا دقت را تضمین کند.

[ادامه ترجمه در همین سبک...]