Розрахунок змоченого периметра

Вступ

Змочений периметр є crucial параметром у гідравлічній інженерії та механіці рідин. Він представляє 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 трапеції, прямокутники/квадрати та круглі труби, як для повністю, так і частково заповнених умов.

Як Використовувати Цей Калькулятор

1. Виберіть форму каналу (трапеція, прямокутник/квадрат або круглий трубопровід).
2. Введіть необхідні розміри:
   • Для трапеції: нижня ширина (b), глибина води (y) та нахил сторони (z)
   • Для прямокутника/квадрата: ширина (b) та глибина води (y)
   • Для круглої труби: діаметр (D) та глибина води (y)
3. Натисніть кнопку "Розрахувати" для отримання змоченого периметра.
4. Результат буде відображено в метрах.

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

Перевірка Вхідних Даних

Калькулятор виконує наступні перевірки вхідних даних:

• Всі розміри мають бути додатними числами.
• Для круглих труб глибина води не може перевищувати діаметр труби.
• Нахил сторони для трапецеїдальних 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. Трапецеїдальний Канал: $P = b + 2y\sqrt{1 + z^2}$ Де: b = нижня ширина, y = глибина води, z = нахил сторони

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 периметра на основі введених користувачем даних. Ось покроковий опис для кожної форми:

1. Трапецеїдальний Канал: a. Розрахувати довжину кожної похилої сторони: $s = y\sqrt{1 + z^2}$ b. Додати нижню ширину та подвоєну довжину сторони: $P = b + 2s$

2. Прямокутний/Квадратний Канал: a. Додати нижню ширину та подвоєну глибину води: $P = b + 2y$

3. Круглий Трубопровід: a. Перевірити, чи труба повністю або частково заповнена, порівнявши y з D b. Якщо повністю заповнена (y ≥ D), розрахувати $P = \pi D$ c. Якщо частково заповнена (y < D), розрахувати $P = D \cdot \arccos(\frac{D - 2y}{D})$

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

[Решта тексту перекладається аналогічно, зберігаючи структуру та форматування оригінального документа]