L'impiego di un'espressione matematica per l'equazione di Manning consente di etichettare le condotte in un piano o profilo per visualizzarne la capacità di flusso come base per analizzare la capacità globale della rete. AutoCAD Civil 3D non è in grado di progettare condotte in base ad un valore di flusso, generalmente espresso in piedi cubi al secondo. Tuttavia, con questa espressione risulta possibile progettare condotte basate su dati idraulici. Questo è un buon esempio di come un utilizzo creativo delle espressioni con gli stili di etichetta possa migliorare decisamente i progetti di rete.
In ambito ingegneristico, l'equazione di Manning viene considerata lo standard per il calcolo del flusso di gravità in una condotta. Si tratta di un'espressione che utilizza i quattro componenti di una condotta elencati di seguito:
- Area in sezione trasversale del flusso espressa in piedi quadrati
- Pendenza espressa in piedi di caduta su piedi di flusso
- Raggio idraulico espresso in piedi e calcolato come area in sezione trasversale del flusso diviso per il perimetro bagnato
- Un coefficiente di scabrezza, noto come valore "n" di Manning, che non utilizza alcuna unità di misura.
L'equazione di base in unità imperiali è la seguente:
- Q = (1.49/n) * Area * (raggio idraulico)^(2/3) * (pendenza)^(1/2), dove Q è il flusso in piedi cubici al secondo.
Presupponendo che la capacità massima teorica di una condotta si ha quando il flusso è al 100%, il raggio idraulico per una condotta circolare può essere semplificato come segue:
- Raggio idraulico = area / perimetro
- Raggio idraulico = pi*r^2 / 2*pi*r
- Raggio idraulico = r / 2, dove r è il raggio espresso in piedi.
Utilizzando tale semplificazione l'equazione di Manning per una condotta circolare a pieno flusso può essere ridotta ad una funzione del raggio della condotta, della pendenza e della scabrezza:
- Q = (1.49/n) * pi * r^2 * (r/2)^(2/3) * (pendenza)^(1/2)
Visualizzazione dei componenti di una condotta
Gli stili di etichetta degli oggetti disponibili in AutoCAD Civil 3D possono essere composti utilizzando i componenti di base degli oggetti per cui sono stati progettati. Impostare, ad esempio, uno stile di etichetta per una linea di particella per visualizzare l'orientamento e la distanza di tale linea, ovvero due dei relativi componenti di base. In modo analogo, impostare gli stili di etichetta delle condotte per visualizzare i componenti di base di una condotta, ad esempio la pendenza o il diametro nella vista piana o profilo. Se lo si desidera, è inoltre possibile creare tabelle con campi popolati con i componenti di base di una serie di linee di particelle o condotte.
Espressioni per i punti quotati
Con gli stili di etichetta l'utente può creare ed assegnare un nome ad espressioni matematiche basate sui componenti degli oggetti etichettati. Ad esempio, è possibile creare un'espressione per i punti quotati di una superficie sottraendo un determinato valore dalla quota altimetrica effettiva della superficie. L'espressione potrebbe essere denominata SOTTOFONDO e la composizione potrebbe avere l'aspetto seguente: {Quota altimetrica superficie}-2, dove Quota altimetrica superficie è un componente, o una proprietà con nome, della superficie.
Una volta creata, questa espressione può essere utilizzata come componente per gli stili di etichetta e di tabella. È sufficiente creare uno stile etichetta di punto quotato della superficie mediante l'espressione denominata SUBGRADE. Utilizzare la finestra di dialogo Nuova espressione illustrata nella figura 10.
Figura 10: espressione dello stile etichetta di superficie