O raio hidráulico é o único número geométrico que as fórmulas de canal aberto e fluxo de tubulação - mais famosa a equação de Manning - usam para capturar como o formato de uma seção transversal afeta o atrito e a capacidade de fluxo. Esta calculadora calcula Rh = A/P para os três formatos de canal mais comuns, permite comparar formatos lado a lado e pode trabalhar de trás para frente a partir de uma área conhecida e perímetro molhado.

Como funciona a Calculadora de Raio Hidráulico

O raio hidráulico é uma razão: área de fluxo A dividida pelo perímetro molhado P. Um Rh maior significa que uma seção transversal carrega mais área de fluxo para cada unidade de limite que gera atrito - razão pela qual um tubo circular completo (Rh = D/4) e um canal retangular largo e raso se comportam de maneira muito diferente, mesmo na mesma área de fluxo. Esta calculadora aplica as fórmulas A e P corretas para seções transversais retangulares, totalmente circulares e trapezoidais e depois divide para obter Rh. Para um tubo cheio, nenhum outro cálculo é necessário – Rh reduz algebricamente para exatamente um quarto do diâmetro.

Entradas e o que elas significam

A largura do fundo (b) e a profundidade do fluxo (y) descrevem a pegada do canal na linha d'água; o diâmetro (D) é usado apenas para o caso de tubo completo. A inclinação lateral (z) se aplica a canais trapezoidais e expressa a distância que a margem corre horizontalmente para cada unidade que sobe verticalmente - um z de 1,5 significa que a margem corre 1,5 m lateralmente para cada 1 m de profundidade. Definir z como 0 transforma um canal trapezoidal em um retangular com resultados idênticos, o que é uma maneira útil de verificar a integridade da fórmula trapezoidal em relação à retangular mais simples.

Limites e casos extremos

Esta calculadora assume um canal ou tubo prismático (seção transversal constante) parcialmente ou completamente cheio, sem fundo irregular, vegetação ou obstruções - os perímetros molhados reais podem ser mais altos quando o leito do canal é áspero ou irregular. O caso circular de tubo cheio só se aplica quando o tubo está 100% cheio; um tubo circular parcialmente cheio tem uma fórmula de área e perímetro diferente e mais envolvente, não abordada aqui. O raio hidráulico em si não prevê a velocidade ou capacidade do fluxo por si só – é uma entrada para a equação de Manning ou Chezy, que também precisa de um coeficiente de rugosidade e inclinação do canal.