Modelo fácil de calcular a vazão de água sobre a calha?

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A calha mede 1,87 metros de comprimento e 0,5 metros de largura e 0,22 metros de profundidade. A água flui apenas sobre o lado de 1,87 metro de comprimento e de ambos os lados (então x2). O excesso de água tem 0,012 metros de altura (a régua posicionada na beira da calha e a água atinge 1,2 cm acima da régua, isso é semelhante à profundidade de uma cachoeira na borda). É consistente ao longo do comprimento da calha.

Qual é a vazão da água sobre a borda?

Modelei moléculas de água como bolas atiradas para cima e desaceleradas pela gravidade.

20.012t2=9.81

Assumindo que a velocidade final do aumento da molécula de água é zero, então a velocidade inicial de 0,485 m / s pode ser calculada (pois deixa a borda da calha viajando para cima). [sqrt (2 * gravidade * altura)]

A média é, portanto, metade disso em 0,243 m / s, uma vez que estamos calculando a média com zero.

A área da seção transversal sobre a qual a água flui é de 1,87 m * 0,012 me multiplicando por 0,223 m / s, obtendo 0,00545 m ^ 3 / s, que se converte em 86,4 gpm. Existem dois lados da calha, então multiplique por 2 para obter 172,8 gpm.

Eu deduzi isso ingenuamente com base no conhecimento da física; portanto, diga-me onde estou errado em relação a um modelo simples do sistema.

SMy
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Você leu a página da wiki e seguiu os links? - en.wikipedia.org/wiki/Weir#Flow_measurement
KalleMP
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Encontrei minha solução. Meu trabalho usando aceleração é equivalente a sqrt (2 * g * h), pois também leva à velocidade e pode ser derivado da equação de Bernoulli. O que estava faltando era que eu precisava integrar isso acima da altura vertical, pois a pressão varia. A integração em relação a h resulta em 2/3 * sqrt (2 * g) * h ^ (3/2). Essa é a equação padrão usada nos modelos básicos de engenharia. Infelizmente, os textos de engenharia raramente explicam as coisas a partir de princípios básicos. Meu insight inicial foi obtido ao considerar muitas fatias finas do espaço do açude e modelar isso no excel (uma integração aproximada).
SMy

Respostas:

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h2ghgh232gh3/2

SMy
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