Islak Çevre Hesaplayıcısı

Giriş

Islak çevre, hidrolik mühendislikte ve akışkan mekaniğinde kritik bir parametredir. Açık kanallarda veya kısmen dolu borularda, akışkanın temas ettiği kesit sınırının uzunluğunu temsil eder. Bu hesaplayıcı, trapez, dikdörtgen/kare ve dairesel borular gibi farklı kanal şekilleri için ıslak çevreyi belirlemenize olanak sağlar.

Hesaplayıcıyı Kullanma

1. Kanal şeklini seçin (trapez, dikdörtgen/kare veya dairesel boru).
2. Gerekli boyutları girin:
   • Trapez için: taban genişliği (b), su derinliği (y) ve yan eğim (z)
   • Dikdörtgen/kare için: genişlik (b) ve su derinliği (y)
   • Dairesel boru için: çap (D) ve su derinliği (y)
3. Hesaplamak için "Hesapla" düğmesine tıklayın.
4. Sonuç metre cinsinden görüntülenecektir.

Not: Dairesel borularda, su derinliği çapına eşit veya daha fazla ise boru tamamen dolu kabul edilir.

Girdi Doğrulaması

Hesaplayıcı kullanıcı girdileri üzerinde aşağıdaki kontrolleri yapar:

• Tüm boyutlar pozitif sayılar olmalıdır.
• Dairesel borularda su derinliği boru çapını aşamaz.
• Trapez kanallar için yan eğim sıfır veya pozitif olmalıdır.

Geçersiz girdi tespit edilirse, bir hata mesajı görüntülenir ve hesaplama düzeltilene kadar devam etmez.

Formül

Islak çevre (P) her şekil için farklı hesaplanır:

1. Trapez Kanal: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Burada: b = taban genişliği, y = su derinliği, z = yan eğim

2. Dikdörtgen/Kare Kanal: $P = b + 2y$ Burada: b = genişlik, y = su derinliği

3. Dairesel Boru: Kısmen dolu borular için: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ Burada: D = çap, y = su derinliği

   Tamamen dolu borular için: $P = \pi D$

Hesaplama

Hesaplayıcı, kullanıcının girdisine göre bu formülleri kullanarak ıslak çevreyi hesaplar. İşte her şekil için adım adım açıklama:

1. Trapez Kanal: a. Her eğimli kenarın uzunluğunu hesapla: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Taban genişliğini ve iki yan kenar uzunluğunu topla: $P = b + 2s$

2. Dikdörtgen/Kare Kanal: a. Taban genişliğini ve iki katı su derinliğini topla: $P = b + 2y$

3. Dairesel Boru: a. y'yi D'ye karşılaştırarak borunun tamamen veya kısmen dolu olup olmadığını kontrol et b. Tamamen dolu ise (y ≥ D), $P = \pi D$ hesapla c. Kısmen dolu ise (y < D), $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ hesapla

Hesaplayıcı bu hesaplamaları doğruluk sağlamak için çift duyarlıklı kayan nokta aritmetiği kullanır.

Birimler ve Hassasiyet

• Tüm girdi boyutları metre (m) cinsinden olmalıdır.
• Hesaplamalar çift duyarlıklı kayan nokta aritmetiği ile yapılır.
• Sonuçlar okunabilirlik için iki ondalık basamağa yuvarlanır, ancak iç hesaplamalar tam hassasiyeti korur.

Kullanım Alanları

Islak çevre hesaplayıcısı hidrolik mühendislikte ve akışkan mekaniğinde çeşitli uygulamalara sahiptir:

1. Sulama Sistemi Tasarımı
2. Yağmur Suyu Yönetimi
3. Atık Su Arıtma
4. Nehir Mühendisliği
5. Hidroelektrik Projeler

Alternatifler

1. Hidrolik Yarıçap
2. Hidrolik Çap
3. Akış Alanı
4. Üst Genişlik

Tarih

Islak çevre kavramı, hidrolik mühendisliğin temel bir parçası olmuştur. 18. ve 19. yüzyıllarda açık kanal akışı için ampirik formüllerin geliştirilmesiyle önem kazanmıştır.

Örnekler

[Önceki markdown dosyasındaki kod örnekleri aynı şekilde çevrilecektir]

Sayısal Örnekler

1. Trapez Kanal:

   • Taban genişliği (b) = 5 m
   • Su derinliği (y) = 2 m
   • Yan eğim (z) = 1.5
   • Islak Çevre = 11.32 m

2. Dikdörtgen Kanal:

   • Genişlik (b) = 3 m
   • Su derinliği (y) = 1.5 m
   • Islak Çevre = 6 m

3. Dairesel Boru (kısmen dolu):

   • Çap (D) = 1 m
   • Su derinliği (y) = 0.6 m
   • Islak Çevre = 1.85 m

4. Dairesel Boru (tamamen dolu):

   • Çap (D) = 1 m
   • Islak Çevre = 3.14 m

Kaynaklar

1. "Islak Çevre." Wikipedia, Wikimedia Foundation
2. "Manning Formülü." Wikipedia, Wikimedia Foundation