什麼是矩形堰流量計算器?
矩形堰是在明渠橫向牆面上開設的矩形缺口,常用來量測或控制水流。只要量測「水頭」(堰口上方的水位高度),就能相當準確地推算出過流量。本計算器套用經典的堰流公式,將水頭、堰口寬度與流量係數換算成流量。它屬於通用的水力學工具,不限於任何特定國家或地區,世界各地皆適用。
使用方法
請輸入流量係數(Cd),銳緣堰通常約為 0.60–0.62;堰口寬度 L(公尺);堰口上方的水頭 H(公尺);以及重力加速度 g(預設為 9.81 m/s²)。計算器會同時以「立方公尺每秒」與「公升每秒」兩種單位輸出過流量。
公式說明
核心方程式為
Q = ((2) ÷ (3)) C_d · L · √(2 g) · H^{1.5}
其中 2/3 的係數,來自於在流深範圍內、假設速度呈三角形分布時對流速剖面積分所得的結果。√(2g) 一項則源自托里切利定理(Torricelli theorem),用以連結速度水頭與出流速度。由於過流量與水頭的 3/2 次方成正比,因此水位只要稍微上升,流量便會大幅增加。
計算範例
假設 C_d = 0.62、L = 1.0 公尺、H = 0.3 公尺、g = 9.81 m/s^2:√(2 · 9.81) = 4.429,H^{1.5} = 0.1643,因此
Q = 0.6667 × 0.62 × 1.0 × 4.429 × 0.1643 ≈ 0.3008 m^3/s
約等於 300.8 L/s。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
Cd 該取多少?
對於銳緣、且通風良好的矩形堰,Cd 通常介於 0.60–0.62 之間。寬頂堰的有效係數則較低。
這個公式有考慮邊收縮(端收縮)嗎?
沒有——本計算器採用的是「無收縮(全寬)」形式。若是有收縮的堰,每側收縮約需將有效寬度 L 扣減 0.1H。
使用什麼單位?
長度與水頭以公尺計、重力以 m/s² 計,因此過流量會以 m³/s(以及公升/秒)表示。