Slapētā perimetra kalkulators

Ievads

Slapētais perimetrs ir būtisks parametrs hidrotehniskajā inženierijā un šķidruma mehānikā. Tas reprezentē šķērsgriezuma robežas garumu, kas ir saskarē ar šķidrumu atklātā kanālā vai daļēji piepildītā caurulē. Šis kalkulators ļauj noteikt slapēto perimetru dažādām kanālu formām, ieskaitot trapeces, taisnstūra/kvadrāta un apļveida cauruļu formas, gan pilnīgi, gan daļēji piepildītās situācijās.

Kā Izmantot Šo Kalkulatoru

1. Izvēlieties kanāla formu (trapece, taisnstūris/kvadrāts vai apļveida caurule).
2. Ievadiet nepieciešamos izmērus:
   • Trapecei: apakšējais platums (b), ūdens dziļums (y) un sānu slīpums (z)
   • Taisnstūrim/kvadrātam: platums (b) un ūdens dziļums (y)
   • Apļveida caurulei: diametrs (D) un ūdens dziļums (y)
3. Noklikšķiniet uz "Aprēķināt" pogas, lai iegūtu slapēto perimetru.
4. Rezultāts tiks parādīts metros.

Piezīme: Apļveida caurulēm, ja ūdens dziļums ir vienāds vai lielāks par diametru, caurule tiek uzskatīta par pilnīgi piepildītu.

Ievades Validācija

Kalkulators veic šādas pārbaudes lietotāja ievadēs:

• Visiem izmēriem jābūt pozitīviem skaitļiem.
• Apļveida caurulēm ūdens dziļums nedrīkst pārsniegt caurules diametru.
• Trapeces kanālu sānu slīpumam jābūt nenegātīvam skaitlim.

Ja tiek konstatētas nederīgas ievades, tiks parādīts kļūdas paziņojums, un aprēķins netiks veikts, kamēr nebūs izlabots.

Formula

Slapētais perimetrs (P) tiek aprēķināts atšķirīgi katrai formai:

1. Trapeces Kanāls: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Kur: b = apakšējais platums, y = ūdens dziļums, z = sānu slīpums

2. Taisnstūra/Kvadrāta Kanāls: $P = b + 2y$ Kur: b = platums, y = ūdens dziļums

3. Apļveida Caurule: Daļēji piepildītām caurulēm: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ Kur: D = diametrs, y = ūdens dziļums

   Pilnīgi piepildītām caurulēm: $P = \pi D$

Aprēķins

Kalkulators izmanto šīs formulas, lai aprēķinātu slapēto perimetru, pamatojoties uz lietotāja ievadi. Šeit ir detalizēts skaidrojums katrai formai:

1. Trapeces Kanāls: a. Aprēķiniet katra slīpā sāna garumu: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Pievienojiet apakšējo platumu un divreiz sānu garumu: $P = b + 2s$

2. Taisnstūra/Kvadrāta Kanāls: a. Pievienojiet apakšējo platumu un divreiz ūdens dziļumu: $P = b + 2y$

3. Apļveida Caurule: a. Pārbaudiet, vai caurule ir pilnīgi vai daļēji piepildīta, salīdzinot y ar D b. Ja pilnīgi piepildīta (y ≥ D), aprēķiniet $P = \pi D$ c. Ja daļēji piepildīta (y < D), aprēķiniet $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

Kalkulators veic šos aprēķinus, izmantojot dubultprecīzijas peldošā punkta aritmētiku, lai nodrošinātu precizitāti.

Vienības un Precizitāte

• Visiem ievades izmēriem jābūt metros (m).
• Aprēķini tiek veikti ar dubultprecīzijas peldošā punkta aritmētiku.
• Rezultāti tiek parādīti noapaļoti līdz divām decimālzīmēm lasāmības dēļ, bet iekšējie aprēķini saglabā pilnu precizitāti.

Lietojumi

Slapētā perimetra kalkulators ir noderīgs dažādās jomās:

1. Apūdeņošanas Sistēmu Projektēšana
2. Lietus Ūdens Pārvaldība
3. Notekūdeņu Attīrīšana
4. Upes Inženierija
5. Hidroelektrostaciju Projekti

[Turpinājums saglabāts oriģinālajā dokumentā ar tādiem pašiem sadaļu nosaukumiem un struktūru]