Hydraulický průměr a hydraulický poloměr jsou délkové charakteristiky průtokového průřezu proudu. Vyjadřují ekvivalentní náhradu průměru či poloměru pro potrubí či kanály nekruhového tvaru.
Značení Značka: R (poloměr), D (průměr), R H , D H Základní jednotka SI: metr, zkratka m Výpočet hydraulického poloměru Hydraulický poloměr je dán jako poměr průtočné plochy k omočenému obvodu ; je tedy dán vztahem:[1]
R H = S O {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={\frac {S}{O}}} , kde S {\displaystyle S} je obsah průtočné plochy [m2 ] a O {\displaystyle O} je omočený obvod [m].
Například pro kruhové potrubí v tlakovém režimu platí:
R H = π D 2 4 π D = D 4 {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={{\pi D^{2} \over 4} \over \pi D}={D \over 4}} , kde D {\displaystyle D} je průměr potrubí.
Tohoto vztahu se využívá při výpočtech tlakových potrubí jiných průřezů než kruhových k výpočtu náhradního průměru D {\displaystyle D} .
Pro otevřená koryta lze zaměnit hydraulický poloměr R H {\displaystyle R_{\mathrm {H} }} a střední hloubku y s {\displaystyle y_{s}} kde
y s = S B {\displaystyle y_{s}={S \over B}} , kde B {\displaystyle B} je šířka koryta v hladině, pokud je B ≧ ( 15 ÷ 20 ) y s {\displaystyle B\geqq (15\div 20)y_{s}} [2] .
Výpočet hydraulického průměru Hydraulický průměr lze definovat jako čtyřnásobek hydraulického poloměru:
D H = 4 R H = 4 A P {\displaystyle D_{\mathrm {H} }=4R_{\mathrm {H} }={\frac {4A}{P}}} . Pro kruhové potrubí pak platí:
D H = 4 π R 2 2 π R = 2 R = D {\displaystyle D_{\mathrm {H} }={\frac {4\pi R^{2}}{2\pi R}}=2R=D} , kde R {\displaystyle R} je poloměr a D {\displaystyle D} je průměr potrubí; pro kruhové potrubí je tedy hydraulický průměr roven vnitřnímu rozměru potrubí.
Příklady Příklady výpočtu pro jednoduché tvary[3] Tvar Schéma Hydraulický poloměr Hydraulický průměr Plně zaplněné kruhové potrubí Plně zaplněné kruhové potrubí R H = π D 2 4 π D = D 4 = R 2 {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={{\pi D^{2} \over 4} \over \pi D}={D \over 4}={R \over 2}} D H = D = 2 R {\displaystyle D_{\mathrm {H} }=D=2R} Částečně zaplněné kruhové potrubí Částečně zaplněné kruhové potrubí R H = D 4 ( 1 − sin φ π φ 180 ) {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={\frac {D}{4}}(1-{\frac {\sin \varphi }{\frac {\pi \varphi }{180}}})} D H = D ( 1 − sin φ π φ 180 ) {\displaystyle D_{\mathrm {H} }=D(1-{\frac {\sin \varphi }{\frac {\pi \varphi }{180}}})} Obdélníkové koryto Obdélníkové koryto R H = b y b + 2 y {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={\frac {by}{b+2y}}} D H = 4 b y b + 2 y {\displaystyle D_{\mathrm {H} }={\frac {4by}{b+2y}}} Lichoběžníkové koryto Lichoběžníkové koryto R H = ( b + m y ) y b + 2 y 1 + m 2 {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={\frac {(b+my)y}{b+2y{\sqrt {1+m^{2}}}}}} D H = 4 ( b + m y ) y b + 2 y 1 + m 2 {\displaystyle D_{\mathrm {H} }={\frac {4(b+my)y}{b+2y{\sqrt {1+m^{2}}}}}} Trojúhelníkové koryto Trojúhelníkové koryto R H = m y 2 1 + m 2 {\displaystyle R_{\mathrm {H} }={\frac {my}{2{\sqrt {1+m^{2}}}}}} D H = 2 m y 1 + m 2 {\displaystyle D_{\mathrm {H} }={\frac {2my}{\sqrt {1+m^{2}}}}}
Reference ↑ UNUCKA, Jan. Základy hydrauliky vodních toků [online]. 2014 [cit. 2020-10-18]. Dostupné online. ↑ BOOR, B., KUNŠTÁTSKÝ, J. a PATOČKA, C. (1968): Hydraulika pro vodohospodářské stavby. SNTL/ALFA Praha/Bratislava ↑ HAVLÍK, Vladimír; MAREŠOVÁ, Ivana. Hydraulika 10. Příklady . 2. vyd. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2001. 243 s. ISBN 80-01-02403-2 . Kapitola 6. Ustálené proudění v otevřených korytech, s. 193.