Manning Boru Akış Hesaplayıcı Nedir?
Bu araç, dairesel bir borudaki kararlı ve üniform serbest yüzeyli (cazibeli) akışı Manning denklemini kullanarak hesaplar. Boru çapını, kanal eğimini, Manning pürüzlülük katsayısını ve borunun ne kadar dolu olduğunu girdiğinizde; debi \(Q\), ortalama akış hızı \(V\), akış kesit alanı, hidrolik yarıçap ve akış derinliği değerlerini verir. Kanalizasyon hatları, menfezler, yağmur suyu drenajları ve cazibeyle akan her türlü dairesel boru için kullanılabilir. Bu sürüm SI birimlerini kullanır (metre, m³/s).
Manning Denklemi
Debi şu şekilde hesaplanır:
$$Q = \frac{1}{n} A R^{2/3} S^{1/2}$$burada \(n\) = Manning pürüzlülük katsayısı, \(A\) = akış alanı (m²), \(R\) = hidrolik yarıçap (m) ve \(S\) = eğim (m/m). Yarıçapı \(r\) olan ve ıslak yayın merkez açısı \(\theta\) olan kısmen dolu bir dairesel boru için:
$$A = \frac{r^2}{2}\left(\theta - \sin\theta\right), \quad P = r\,\theta, \quad R = \frac{A}{P}$$Açı, doluluk oranından \(\cos(\theta/2) = (r - y)/r\) bağıntısıyla bulunur; burada \(y\) akış derinliğidir.
Nasıl Kullanılır?
İç çapı, boyuna eğimi, pürüzlülük katsayısını (beton veya PVC için yaklaşık 0,013) ve doluluk oranını (1 = tam dolu, 0,5 = yarı dolu) girin. Hesaplayıcı geometriyi çözer ve Manning denklemini uygulayarak debi ile akış hızını verir.
Çözümlü Örnek
\(D = 0.5\,\text{m}\), \(S = 0.01\), \(n = 0.013\) ve tam dolu boru (\(\theta = 2\pi\)) için:
$$A = \pi r^2 = \pi (0.25)^2 = 0.19635\,\text{m}^2$$$$R = \frac{D}{4} = 0.125\,\text{m}$$$$V = \frac{1}{0.013}(0.125)^{2/3}(0.01)^{1/2} = 1.922\,\text{m/s}$$$$Q = V \times A = 0.3774\,\text{m}^3/\text{s}$$Sıkça Sorulan Sorular
Hidrolik yarıçap nedir? Akış alanının ıslak çevreye bölünmesiyle bulunur ve kanalın verimliliğinin bir ölçüsüdür.
Bir boru neden %100 dolu olduğundan çok yaklaşık %94 dolu olduğunda daha fazla akış taşır? Tam doluya yakınken ıslak çevre, alandan daha hızlı büyür; bu da \(R\) ve akış hızını düşürür. Bu yüzden en yüksek debi, tam doluluğun biraz altında oluşur.
Hangi birimleri kullanır? SI birimleri: çap ve eğim metre cinsinden, çıktılar m³/s ve m/s cinsindedir. Manning katsayısı n birimsizdir.
