ʻO ke ʻano hoʻokuʻu a me ka hoʻohālikelike hoʻomau
I ke kinoea wai a me ka ʻenekinia, he mea koʻikoʻi ka hoʻomaopopo ʻana i ke kahe o ka wai. ʻElua mau manaʻo nui i hoʻohana pinepine ʻia e kālailai i ke kahe o ka wai, ʻo ia ka hoʻokuʻu ʻana a me ke kaulike hoʻomau. E wehewehe kēia ʻatikala i ke ʻano hoʻokuʻu ʻana, ke kaulike hoʻomau, a me kā lākou noi ma nā ʻano like ʻole.
Ka Wehewehena o ka Debit
ʻO ka hoʻokuʻu ʻana he ana ia o ka nui o ke wai e kahe ana ma o kahi ʻāpana kea i loko o kahi anakahi manawa. Ma ka ʻōnaehana SI, ana pinepine ʻia ka hoʻokuʻu ʻana ma nā mika cubic i kekona (m³/s) a i ʻole lita i kekona (L/s). ʻO ke ʻano kumu no ka helu ʻana i ka hoʻokuʻu ʻana (\(Q \)) penei:
\[ Q = A \times v \]
Ma hea:
– ʻo \( Q \) ka hōʻaiʻē,
– ʻO \( A \) ka ʻāpana ʻāpana o ke kahe,
– ʻO \( v \) ka wikiwiki o ke kahe ʻana o ka wai.
I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ʻo ka hoʻokuʻu ʻana ka hopena o ka hoʻonui ʻana i ka ʻāpana ʻāpana a me ka wikiwiki o ke kahe ʻana o ka wai.
Laʻana o ka helu ʻana o ka hōʻaiʻē
Eia kekahi laʻana, ke manaʻo nei mākou he paipu kā mākou me ke anawaena o 0,5 mika a me ka nui o ke kahe ʻana o ka wai he 2 mika i kekona. ʻO ka mea mua, helu mākou i ka ʻāpana ʻāpana o ka paipu (\( A \)):
\[ A = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 \]
\[ A = \pi \left(\frac{0,5}{2}\right)^2 \]
\[ A = \pi \times 0,25^2 \]
\[ A = \pi \times 0,0625 \]
\[ He \approx 0,196 \, \text{m}^2 \]
A laila, helu mākou i ka hoʻokuʻu ʻana (\( Q \)):
\[ Q = A \times v \]
\[ Q = 0,196 \, \text{m}^2 \times 2 \, \text{m/s} \]
\[ Q = 0,392 \, \kikokikona{m}^3/\kikokikona{s} \]
No laila, ʻo ka nui o ke kahe ʻana o ka wai i loko o ka paipu he 0,392 mika cubic i kekona.
Ka Hoʻohālikelike Hoʻomau
ʻO ke kaulike hoʻomau he kumumanaʻo nui ia i ka mechanics fluid e ʻōlelo ana i ke kahe wai incompressible, pono e mau ka hoʻokuʻu ʻana o ka wai ma ke kahe holoʻokoʻa. ʻO ke ʻano kēia, ua like ka huahana o ka ʻāpana cross-sectional a me ka wikiwiki o ke kahe ma kekahi wahi o ke kahe.
ʻO ke ʻano hoʻohālikelike hoʻomau no ke kahe wai incompressible penei:
\[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \]
Ma hea:
– ʻO \( A_1 \) ka ʻāpana ʻāpana ma ke kiko 1,
– ʻo \( v_1 \) ka wikiwiki o ke kahe ʻana ma ke kiko 1,
– ʻO \( A_2 \) ka ʻāpana ʻāpana ma ke kiko 2,
– ʻO \( v_2 \) ka wikiwiki o ke kahe ʻana ma ke kiko 2.
Laʻana o ka Heluhelu me ka Hoʻohālikelike Hoʻomau
Manaʻo mākou he paipu kā mākou i hoʻopaʻa ʻia. Ma ke kiko 1, he 0,5 mika ke anawaena o ka paipu a he 2 mika kekona ka wikiwiki o ke kahe ʻana. Ma ke kiko 2, ua emi ke anawaena o ka paipu i 0,25 mika. Makemake mākou e ʻike i ka wikiwiki o ke kahe ʻana ma ke kiko 2.
ʻO ka mea mua, helu mākou i ka ʻāpana ʻāpana ma nā wahi ʻelua:
\[ A_1 = \pi \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 \]
\[ A_1 = \pi \left(\frac{0,5}{2}\right)^2 \]
\[ A_1 = \pi \times 0,25^2 \]
\[ A_1 \approx 0,196 \, \text{m}^2 \]
\[ A_2 = \pi \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 \]
\[ A_2 = \pi \left(\frac{0,25}{2}\right)^2 \]
\[ A_2 = \pi \times 0,125^2 \]
\[ A_2 \approx 0,049 \, \text{m}^2 \]
A laila, hoʻohana mākou i ka hoʻohālikelike hoʻomau e ʻike ai i ka \( v_2 \):
\[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \]
\[ 0,196 \times 2 = 0,049 \times v_2 \]
\[ 0,392 = 0,049 v_2 \]
\[ v_2 = \frac{0,392}{0,049} \]
\[ v_2 \approx 8 \, \text{m/s} \]
No laila, ʻo ka wikiwiki o ke kahe ʻana ma kahi 2 ma kahi o 8 mika i kekona.
Hoʻopili ʻana o ka Hoʻohālikelike Hoʻokuʻu a me ka Hoʻomau
1. Nā ʻōnaehana hoʻolaha wai: Hoʻohana nā ʻenekinia i nā manaʻo o nā hoʻohālikelike hoʻokuʻu a me ka hoʻomau e hoʻolālā i nā ʻōnaehana hoʻolaha wai kūpono, e hōʻoia ana e kahe pono ana ka wai ma o ka pūnaewele paipu.
2. Mālama ʻana i ke ʻAuwai Hoʻoinu Wai: I ka hoʻoinu wai mahiʻai, he mea nui loa ka helu ʻana i ka hoʻokahe wai e hōʻoia i ka loaʻa ʻana o ka nui kūpono o ka wai i nā mea kanu.
3. ʻOihana a me ka Hana ʻana: I ka ʻoihana, he mea nui ka kaohi ʻana i ke kahe o nā wai e like me ka ʻaila, ke kinoea, a i ʻole nā wai kemika no nā kaʻina hana. ʻO ka hoʻohana ʻana i ka hoʻohālikelike hoʻomau e kōkua i ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana kahe kūpono.
4. Aerodynamics: I ka hoʻolālā mokulele a me ke kaʻa, hoʻohana ʻia ka hoʻohālikelike hoʻomau e hoʻomaopopo i ke kahe ʻana o ke ea a puni kahi hale, he mea nui ia no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana a me ka pono.
Ka Mana o nā Kumu ʻē aʻe
ʻOiai ke manaʻo nei ka hoʻohālikelike hoʻomau i kahi wai hiki ʻole ke kaomi ʻia a me ke kahe paʻa, i ka hana maoli, ʻo nā mea ʻē aʻe e like me ke kaomi, ka mahana, a me nā waiwai wai e hoʻopilikia pū i ke kahe. No ka laʻana, ʻike nā wai hiki ke kaomi ʻia e like me nā kinoea i nā loli nui o ka nui me nā loli o ke kaomi. No laila, i nā loiloi paʻakikī, pono e hui pū ʻia ka hoʻohālikelike hoʻomau me nā kānāwai o ka thermodynamics a me ke kaulike wai o ke kūlana.
Haʻawina Hihia: Kahe o ka Muliwai
No ka hoʻākāka ʻana i ka hoʻohana pono ʻana o ka hoʻokuʻu ʻana a me ke kaulike hoʻomau, e noʻonoʻo kākou i ke kahe ʻana o ka muliwai. Manaʻo mākou e makemake mākou e hoʻoholo i ke kahe ʻana o ka wai ma nā wahi ʻelua like ʻole ma ka muliwai. Ma ke kiko mua, he 10 mika ka laulā o ka muliwai a he hohonu awelika o 2 mika, me ka nui o ke kahe ʻana o 1 mika i kekona. Ma ke kiko ʻelua, ua emi ka muliwai i ka laulā o 5 mika a me ka hohonu awelika o 3 mika.
ʻO ka mea mua, helu mākou i ka hoʻokuʻu ʻana ma ke kiko mua (\( Q_1 \)):
\[ A_1 = \kikokikona{ākea} \manawa \kikokikona{hohonu} \]
\[ A_1 = 10 \times 2 \]
\[ A_1 = 20 \, \text{m}^2 \]
\[ Q_1 = A_1 \times v_1 \]
\[ Q_1 = 20 \times 1 \]
\[ Q_1 = 20 \, \text{m}^3/\text{s} \]
No ka mea, pono e mau ka hoʻokuʻu ʻana ma ke kahe o ka muliwai, a laila:
\[ Q_2 = Q_1 \]
\[ 20 \, \text{m}^3/\text{s} = A_2 \times v_2 \]
Me ka ʻāpana ʻāpana ma ka lua o ka kiko (\( A_2 \)):
\[ A_2 = \kikokikona{ākea} \manawa \kikokikona{hohonu} \]
\[ A_2 = 5 \times 3 \]
\[ A_2 = 15 \, \text{m}^2 \]
No laila, loaʻa iā mākou ka wikiwiki o ke kahe ʻana ma ka lua o ka wahi (\( v_2 \)):
\[ 20 = 15 \times v_2 \]
\[ v_2 = \frac{20}{15} \]
\[ v_2 \approx 1,33 \, \text{m/s} \]
No laila, ʻo ka nui o ke kahe ʻana o ka wai ma ka lua o kahi ma kahi o 1,33 mika i kekona.
Ka hopena
ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā kaulike o ke kahe ʻana a me ka hoʻomau ʻana he mea nui ia no ka nānā ʻana a me ka hoʻolālā ʻana o nā ʻōnaehana kahe wai. Ma ka hoʻohana ʻana i ke ʻano \( Q = A \times v \) a me ke kaulike \( A_1 v_1 = A_2 v_2 \), hiki iā mākou ke helu i ke kahe ʻana o ka wai ma nā ʻano kūlana like ʻole, mai nā paipu ʻoihana a hiki i nā kahe muliwai kūlohelohe. He ākea nā noi o kēia mau manaʻo a uhi i nā ʻano ʻepekema like ʻole a me ka ʻenekinia. ʻO ka hoʻomaopopo maikaʻi ʻana i ke kahe wai ʻaʻole wale ia e kōkua i ka hoʻolālā ʻana i nā ʻōnaehana kūpono akā i ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia kūpono e pili ana i ke kahe wai i ke ola o kēlā me kēia lā.
