Гидравлика и трубы
Калькулятор расхода в трубе по формуле Мэннинга
Формула Мэннинга применяется для подбора сечений ливневой канализации, труб водопропускных сооружений и самотечной бытовой канализации. Введите диаметр трубы, уклон и коэффициент шероховатости Мэннинга n, чтобы получить пропускную способность при полном заполнении и скорость.
Формула
Формула Мэннинга в американских единицах: Q = (1.49/n) × A × R^(2/3) × S^(1/2), где Q в cfs, A в ft², R = A/P в ft, а S в ft/ft. Для полностью заполненной круглой трубы A = πD²/4 и R = D/4. Скорость V = Q/A.
Пример расчёта
Бетонная труба 18 in (n = 0.013) с уклоном 0.5%: A = 1.767 ft², R = 0.375 ft, R^(2/3) = 0.520, √0.005 = 0.0707. Q = (1.49 ÷ 0.013) × 1.767 × 0.520 × 0.0707 = 7.45 cfs. V = 7.45 ÷ 1.767 = 4.21 ft/s.
Допущения и ограничения
- Устойчивый равномерный самотечный поток при полностью заполненной трубе (без подпора).
- Частично заполненные трубы пропускают меньше (за исключением области около 93% глубины, где расход немного превышает пропускную способность при полном заполнении).
- Типичные значения n: от 0.012 до 0.013 для бетона и гладкого пластика, 0.024 для гофрированного металла.
Часто задаваемые вопросы
Какое значение коэффициента шероховатости Мэннинга n следует использовать?
FHWA HDS-5 и HEC-22 приводят значения около 0.012 to 0.013 для бетонных труб, 0.009 to 0.015 для гладкостенных пластиковых труб в зависимости от состояния и около 0.022 to 0.027 для гофрированной металлической трубы 2-2/3 in на 1/2 in. Местные ведомства часто задают собственные расчётные значения.
Какая минимальная скорость для канализации?
Канализационные трубы обычно проектируют на скорость не ниже 2 ft/s при полном сечении, чтобы твердые частицы не оседали (Ten States Standards). Ливневые стоки обычно рассчитывают на скорость от 2.5 до 3 ft/s и выше.
Почему в уравнении стоит 1.49?
Он переводит форму SI (коэффициент 1.0) в американские единицы: 1.49 приблизительно равно кубическому корню из 3.2808 (футов в метре), 3.2808^(1/3) = 1.486.