Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр

При движении жидкости через сечение любой формы, отличной от круглой, в качестве расчетного линейного размера принимают гидравлический радиус или эквивалентный диаметр.

Под гидравлическим радиусом r_г (м) принимают отношение площади затопленного сечения трубопровода или канала, через которое протекает жидкость, т.е. живого сечения потока, к смоченному периметру:

,

где S – площадь сечения потока жидкости, м²;

П – смоченный периметр, м.

Смоченный периметр П - часть периметра живого сечения, ограниченное твердыми стенками (рисунок 6, выделен двойной линией).

Рисунок 6 - Смоченный периметр

Для круглой трубы

,

Для круглой трубы с внутренним диаметром d и, значит, площадью свободного сечения при сплошном заполнении его жидкостью , откуда гидравлический радиус:

,

Диаметр, выраженный через гидравлический радиус, представляет собой эквивалентный диаметр:

,

Следовательно:

,

Для канала прямоугольного сечения со сторонами a и b, полностью заполненного жидкостью, гидравлический радиус:

,

А эквивалентный диаметр:

,

Для канала кольцевого поперечного сечения, в котором жидкость ограничена внутренней и наружной окружностями с диаметром dв и dн соответственно, эквивалентный диаметр:

,

Для круглой трубы .