चैनलों में तरल यांत्रिकी के लिए हाइड्रोलिक त्रिज्या को समझना

द्रव-यांत्रिकी---एक-चैनल-के-लिए-हाइड्रोलिक-त्रिज्या

द्रव-यांत्रिकी-की-बात-करें,-तो-एक-प्रमुख-अवधारणा-है-हाइड्रोलिक-त्रिज्या.-यह-चैनलों-में-द्रव-प्रवाह-के-व्यवहार-का-विश्लेषण-करने-के-लिए-उपयोग-किया-जाने-वाला-एक-मौलिक-पैरामीटर-है.-यदि-आप-सोच-रहे-हैं-कि-यह-क्या-है,-इसे-कैसे-गणना-करें,-और-यह-महत्वपूर्ण-क्यों-है,-तो-यह-लेख-इसे-सरल-और-रोमांचक-तरीके-से-समझाता-है.

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-क्या-है?

द्रव-गतिकी-में,-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-को-प्रवाह-के-अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल-और-गीले-परिधि-के-अनुपात-के-रूप-में-परिभाषित-किया-जाता-है.-यह-नदियों,-नालों,-और-मानव-निर्मित-नहरों-जैसे-खुले-चैनलों-में-प्रवाह-विशेषताओं-को-निर्धारित-करने-के-लिए-एक-आवश्यक-कारक-है.

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-सूत्र

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-R_h-निर्धारित-करने-के-लिए-सूत्र-है:

सूत्र:R h-=-A-/-P

A-=-प्रवाह-का-अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल-(वर्ग-मीटर,-m²)
P-=-चैनल-की-गीली-परिधि-(मीटर,-m)

चलो-प्रत्येक-घटक-में-डुबकी-लगाएँ.

अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल-(A)

अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल-मूल-रूप-से-चैनल-का-वह-क्षेत्र-है-जो-पानी-ले-जाता-है.-यह-पैरामीटर-चैनल-के-आकार-के-अनुसार-भिन्न-होता-है:

आयताकार-चैनल:-क्षेत्रफल-=-चौड़ाई-×-गहराई
त्रिकोणीय-चैनल:-क्षेत्रफल-=-0.5-×-आधार-चौड़ाई-×-गहराई
वृतीय-चैनल:-क्षेत्रफल-=-π-×-(व्यास-/-2)²

यदि-आप-अनियमित-आकार-के-साथ-काम-कर-रहे-हैं,-तो-आपको-कुल-क्षेत्रफल-को-सटीक-रूप-से-गणना-करने-के-लिए-उन्हें-सरल-ज्यामितीय-आकारों-में-विभाजित-करना-पड़-सकता-है.

गीली-परिधि-(P)

गीली-परिधि-वह-चैनल-की-सीमा-होती-है-जो-द्रव-के-संपर्क-में-होती-है.-अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल-की-तरह,-गीली-परिधि-चैनल-के-आकार-पर-निर्भर-करती-है:

आयताकार-चैनल:-P-=-चौड़ाई-+-2-×-गहराई
त्रिकोणीय-चैनल:-P-=-दो-किनारे-+-आधार
वृतीय-चैनल:-पूर्ण-पाइप-के-लिए,-P-=-π-×-व्यास

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-क्यों-महत्वपूर्ण-है?

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-महत्वपूर्ण-है-क्योंकि-यह-चैनल-में-प्रवाह-प्रतिरोध-और-प्रवाह-वेग-को-प्रभावित-करती-है.-एक-बड़ी-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-आमतौर-पर-कम-प्रतिरोध-के-साथ-अधिक-कुशल-प्रवाह-को-इंगित-करती-है.-इसलिए-इंजीनियर्स-अक्सर-उच्च-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-के-साथ-चैनलों-को-डिजाइन-करने-का-लक्ष्य-रखते-हैं-ताकि-जल-की-अधिक-प्रभावी-ढुलाई-हो-सके.

उदाहरण-गणना

एक-सरल-उदाहरण-पर-विचार-करें.-मान-लीजिए-एक-आयताकार-चैनल-जो-3-मीटर-चौड़ा-और-2-मीटर-गहरा-है.-पानी-की-गहराई-1.5-मीटर-है.

स्टेप-बाय-स्टेप-गणना:

स्टेप-1:-अनुप्रस्थ-क्षेत्रफल,-A-की-गणना-करें.-चूंकि-यह-एक-आयताकार-चैनल-है:-A-=-चौड़ाई-×-गहराई-=-3-m-×-1.5-m-=-4.5-m²
स्टेप-2:-गीली-परिधि,-P-की-गणना-करें.-P-=-चौड़ाई-+-2-×-गहराई-=-3-m-+-2-×-1.5-m-=-6-m
स्टेप-3:-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-सूत्र-का-प्रयोग-करें:-R_h-=-A-/-P-=-4.5-m²-/-6-m-=-0.75-m

तो,-इस-चैनल-की-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-0.75-मीटर-है.

आम-त्रुटियां-और-अक्सर-पूछे-जाने-वाले-प्रश्न

अगर-चैनल-एक-ट्रेपेजॉइड-है-तो-क्या-होगा?-ट्रेपेजॉइड-को-सरल-आकारों-(आयत-और-त्रिकोण)-में-विभाजित-करें,-क्षेत्रफल-और-परिधि-अलग-अलग-गणना-करें,-और-फिर-उन्हें-जोड़ें.
क्या-मुझे-खुले-चैनलों-और-पाइपों-दोनों-के-लिए-हाइड्रोलिक-त्रिज्या-गणना-करने-की-आवश्यकता-है?-हां,-लेकिन-विधि-थोड़ी-अलग-होती-है.-पाइपों-के-लिए,-वे-पूर्ण-या-आंशिक-रूप-से-भरे-हुए-हों-तो-आपके-क्षेत्रफल-और-परिधि-की-गणना-थोड़ी-बदल-जाएगी.
मेरी-माप-कितनी-सटीक-होनी-चाहिए?-इंजीनियरिंग-अनुप्रयोगों-के-लिए-सटीकता-महत्वपूर्ण-है,-लेकिन-शैक्षणिक-उद्देश्यों-के-लिए,-दो-दशमलव-स्थानों-तक-गणना-करना-सामान्य-रूप-से-स्वीकार्य-है.

सारांश

हाइड्रोलिक-त्रिज्या-इंजीनियरों-और-जलविज्ञानी-द्वार-चैनलों-में-द्रव-प्रवाह-के-व्यवहार-को-समझने-और-भविष्यवाणी-करने-के-लिए-महत्वपूर्ण-है.-यह-प्रवाह-वेग,-प्रतिरोध,-और-ऊर्जा-हानियों-के-बीच-जटिल-संबंधों-को-सरल-बनाता-है,-जिससे-यह-द्रव-यांत्रिकी में एक महत्वपूर्ण अवधारणा बन जाता है. चाहे आप एक तूफानी जल प्रणाली डिजाइन कर रहे हों या प्राकृतिक धाराओं की जांच कर रहे हों, हाइड्रोलिक त्रिज्या में महारत हासिल करना आपको निश्चित रूप से मदद करेगा.

Tags: द्रव गतिशीलता, अभियांत्रिकी, जल विज्ञान

अनुप्रस्थ क्षेत्रफल:
गीला परिधि: