मैनिंग पाइप फ्लो कैलकुलेटर

गणना दर्ज करें

पाइप का व्यास (m)

ढलान (m/m)

मैनिंग खुरदरापन (n)

फिल अनुपात (गहराई/व्यास, 0-1)

परिणाम

प्रवाह दर (डिस्चार्ज Q)

0.3776

घन मीटर प्रति सेकंड (m³/s)

प्रवाह वेग	1.9231 m/s
प्रवाह क्षेत्रफल	0.19635 m²
हाइड्रॉलिक त्रिज्या	0.125 m
प्रवाह गहराई	0.5 m

मैनिंग पाइप फ्लो कैलकुलेटर क्या है?

यह टूल मैनिंग समीकरण का उपयोग करके किसी गोलाकार पाइप में स्थिर, समान (uniform) ओपन-चैनल या गुरुत्व-आधारित प्रवाह की गणना करता है। पाइप का व्यास, चैनल की ढलान, मैनिंग खुरदरापन गुणांक और पाइप कितना भरा है — ये जानकारी देने पर यह डिस्चार्ज \(Q\), औसत वेग \(V\), प्रवाह का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल, हाइड्रॉलिक त्रिज्या और प्रवाह की गहराई बता देता है। यह सीवर, कल्वर्ट, स्टॉर्म ड्रेन और गुरुत्व से बहने वाली किसी भी गोलाकार नली के लिए उपयोगी है। यह संस्करण SI इकाइयों (मीटर, m³/s) में काम करता है।

तल ढलान S से चालित ढलवाँ पाइप में प्रवाह।

मैनिंग समीकरण

डिस्चार्ज इस प्रकार निकाला जाता है:

$$Q = \frac{1}{n} A R^{2/3} S^{1/2}$$

यहाँ \(n\) = मैनिंग खुरदरापन गुणांक, \(A\) = प्रवाह क्षेत्रफल (m²), \(R\) = हाइड्रॉलिक त्रिज्या (m), और \(S\) = ढलान (m/m) है। किसी आंशिक भरे गोलाकार पाइप जिसकी त्रिज्या \(r\) और गीले चाप का केंद्रीय कोण \(\theta\) हो, उसके लिए:

$$A = \frac{r^2}{2}\left(\theta - \sin\theta\right), \quad P = r\,\theta, \quad R = \frac{A}{P}$$

यह कोण फिल अनुपात से \(\cos(\theta/2) = (r - y)/r\) के द्वारा निकलता है, जहाँ \(y\) प्रवाह की गहराई है।

आंशिक रूप से भरे वृत्ताकार पाइप की ज्यामिति: गहराई y, त्रिज्या r और केंद्रीय कोण θ।

इसका उपयोग कैसे करें

पाइप का भीतरी व्यास, अनुदैर्ध्य ढलान, खुरदरापन गुणांक (कंक्रीट या PVC के लिए लगभग 0.013) और फिल अनुपात (1 = पूरा भरा, 0.5 = आधा भरा) दर्ज करें। कैलकुलेटर ज्यामिति हल करता है और मैनिंग समीकरण लगाकर प्रवाह तथा वेग बता देता है।

हल किया गया उदाहरण

मान लें \(D = 0.5\,\text{m}\), \(S = 0.01\), \(n = 0.013\), पाइप पूरा भरा हुआ (\(\theta = 2\pi\)):

$$A = \pi r^2 = \pi (0.25)^2 = 0.19635\,\text{m}^2$$$$R = \frac{D}{4} = 0.125\,\text{m}$$$$V = \frac{1}{0.013}(0.125)^{2/3}(0.01)^{1/2} = 1.922\,\text{m/s}$$$$Q = V \times A = 0.3774\,\text{m}^3/\text{s}$$

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

हाइड्रॉलिक त्रिज्या क्या होती है? यह प्रवाह क्षेत्रफल को गीले परिमाप (wetted perimeter) से भाग देने पर मिलती है और चैनल की दक्षता का माप है।

पाइप ~94% भरे होने पर 100% भरे होने से ज़्यादा प्रवाह क्यों ले जाता है? पूरा भरने के करीब, गीला परिमाप क्षेत्रफल की तुलना में तेज़ी से बढ़ता है, जिससे R और वेग घट जाते हैं। इसी कारण अधिकतम डिस्चार्ज पूरे भरे होने से थोड़ा नीचे मिलता है।

यह किन इकाइयों का उपयोग करता है? SI इकाइयाँ: व्यास और ढलान मीटर में, और आउटपुट m³/s तथा m/s में। मैनिंग गुणांक n विमाहीन (dimensionless) होता है।