Гидравлический диаметр

Гидравлический диаметр — мера эффективности русла в пропускании потока жидкости. Чем меньше гидравлический диаметр, тем бо́льшее сопротивление потоку оказывает русло (при одинаковой площади поперечного сечения потока).

Определяется по формуле:

$D_\Gamma = \frac {4A}{P}$

где A — площадь поперечного сечения потока жидкости и P — смоченный периметр (см. ниже) поперечного сечения потока.

Для трубы круглого поперечного сечения, полностью (без пустот) заполненной жидкостью, эта формула принимает вид:

$D_\Gamma = \frac{4 \frac{\pi D^2}{4}}{\pi D}=D$

То есть, для круглого сечения гидравлический диаметр равен геометрическому диаметру.

Для кольца гидравлический диаметр равен:

$D_\Gamma = \frac{4 \cdot 0{,}25 \pi (D^2 - d^2)} {\pi (D + d)} = D - d$

где $D$ — наружный диаметр кольца, $d$ — внутренний диаметр кольца.

Для каналов прямоугольного сечения гидравлический диаметр определяют по формуле:

$D_\Gamma = \frac {4 a b} {2 (a + b)} = \frac{2ab}{a+b}$

где a и b — стороны прямоугольника.

Смоченный периметр

Пояснение понятия «смоченный периметр».

Смоченный периметр — длина части границы канала, касающейся жидкости.

Гидравлический радиус

Существует также понятие «гидравлический радиус». Несмотря на своё название, гидравлический диаметр не равен двум гидравлическим радиусам.

Гидравлический радиус вычисляется по формуле:

$R_h = \frac{A}{P}$,

где:

• A — площадь поперечного сечения (м²)
• P — смоченный периметр (м)

См. также

• Формула Дарси-Вейсбаха

Для улучшения этой статьи по физике желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.