Розрахунок змоченого периметру

Вступ

Змочений периметр є важливим параметром у гідравлічній інженерії та механіці рідин. Він представляє собою довжину поперечного перерізу, що контактує з рідиною у відкритому каналі або частково заповненій трубі. Цей калькулятор дозволяє визначити змочений периметр для різних форм каналів, включаючи трапецієподібні, прямокутні/квадратні та круглі труби, як для повністю, так і частково заповнених умов.

Як користуватися калькулятором

1. Виберіть форму каналу (трапецієподібний, прямокутний/квадратний або круглий).
2. Введіть необхідні розміри:
   • Для трапецієподібного: нижня ширина (b), глибина води (y) та похил схилу (z)
   • Для прямокутного/квадратного: ширина (b) та глибина води (y)
   • Для круглої труби: діаметр (D) та глибина води (y)
3. Натисніть кнопку "Розрахувати" для отримання змоченого периметру.
4. Результат буде відображено в метрах.

Примітка: Для круглих труб, якщо глибина води дорівнює або перевищує діаметр, труба вважається повністю заповненою.

Перевірка введення

Калькулятор виконує наступні перевірки введених даних:

• Всі розміри мають бути додатними числами.
• Для круглих труб глибина води не може перевищувати діаметр труби.
• Похил схилу для трапецієподібних каналів має бути невід'ємним числом.

Якщо виявлено неправильні вхідні дані, буде показано повідомлення про помилку, і розрахунок не буде виконано, доки дані не будуть виправлені.

Формула

Змочений периметр (P) розраховується по-різному для кожної форми:

1. Трапецієподібний канал: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Де: b = нижня ширина, y = глибина води, z = похил схилу

2. Прямокутний/квадратний канал: $P = b + 2y$ Де: b = ширина, y = глибина води

3. Круглий трубопровід: Для частково заповнених труб: $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$ Де: D = діаметр, y = глибина води

   Для повністю заповнених труб: $P = \pi D$

Розрахунок

Калькулятор використовує ці формули для обчислення змоченого периметру на основі введених користувачем даних. Ось покроковий опис для кожної форми:

1. Трапецієподібний канал: a. Розрахунок довжини кожного похилого боку: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Додавання нижньої ширини та подвоєної довжини боку: $P = b + 2s$

2. Прямокутний/квадратний канал: a. Додавання нижньої ширини та подвоєної глибини води: $P = b + 2y$

3. Круглий трубопровід: a. Перевірка повного або часткового заповнення шляхом порівняння y та D b. Якщо повністю заповнений (y ≥ D), розрахунок $P = \pi D$ c. Якщо частково заповнений (y < D), розрахунок $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

Калькулятор виконує ці розрахунки з використанням арифметики з подвійною точністю для забезпечення точності.

[Решта тексту залишається таким самим, як в оригінальному документі, але перекладеним українською мовою]