Формула глубины: Как измерить глубину? Вопросы и ответы по физике :: Класс!ная физика

Как измерить глубину? Вопросы и ответы по физике :: Класс!ная физика

ИЗМЕРЯЕМ ГЛУБИНУ !

Эхолот – технический прибор, в основе которого лежит использование часов для измерения глубины океана. Это принцип гидролокации.

До изобретения эхолота малые глубины до 4 м измеряли футштоком, т.е. шестом, размеченным в футах, а большие до 500 м – лотом, т.е. гирей, укрепленной на длинном тросе.

С поверхности океана в глубину посылается звуковой импульс и принимается эхо, отраженное от дна океана. Часы измеряют интервал времени от отправления импульса до возвращения эха. Глубина определяется по запаздыванию эха:

h = vt / 2,

где v – скорость звука в морской воде, t – время запаздывания, а двойка в знаменателе учитывает путь туда и обратно, пройденный сигналом.

Точность измерений зависит от того, насколько точно известна скорость звуковых волн в воде и с какой точностью измеряется запаздывание сигнала.

Обычный секундомер позволяет измерять время с точностью до десятых долей секунды (т.е. глубину с точностью до сотни метров). Для большей точности используются электронные секундомеры.

Источник: по материалам книги П.Маковецкого «Смотри в корень»

Есть еще вопросы по физике? — Отвечаем!

Вернуться к списку вопросов

Кто? Что? Где? Как? Куда? Когда? Какой?

Почему? Каково? Сколько? «Да» или «нет»?

ВЕНЕРА НА ЛИКЕ СОЛНЦА

Физику на заметку.

«Я говорю: увидел Венеру, как родинку на лике Солнца».

Эти строки написаны на пергаменте, возраст которого более тысячи лет! Автор — ученый-энциклопедист Древнего Востока аль-Фараби.

Не ошибался ли средневековый астроном? Ведь чтобы увидеть прохождение Венеры по диску Солнца, ему нужно было сначала с высокой точностью рассчитать движение планет, определить день и час затмения.

Вычисления современных специалистов показали, что в 910 году нашей эры с территории современного Казахстана действительно можно было наблюдать «родинку на лике Солнца».

НЕБО В АЛМАЗАХ

Это выражение приходит на ум, когда знакомишься с сообщением о том, что недавно налажен выпуск интегральных микросхем, в которых вместо полупроводниковой подложки используются кристаллы сапфира.

Такие микросхемы по стоимости во много раз выше традиционных.

Устали? — Отдыхаем!

Расчет глубины по значению от датчика давления

Глубина погружения ROV рассчитывается по формулам стандарта EOS-80 Unesco.

On this page:

Настройка Базы данных

Добавление измерений давления

• Откройте QINSy Database Setup.
• Добавьте Underwater Sensor. Выберите драйвер.

Не забудьте, что также доступны и общие (generic) драйверы; обратитесь к программе Ini File Editor за дополнительной информацией.

• Добавьте новое измерение “Pressure”.
• Задайте единицы измерений PSI, ATM or Bar.
• Если сенсор использует Децибары, установите масштабный коэффициент 0.1.

Датчик давления можно установить на любом типе объектов, но QINSy будет рассчитывать глубину объекта только для типов ROV или AUV.

Компенсация за атмосферное давление

Если конфигурация предполагает наличия датчика, измеряющего атмосферное давление, добавьте еще один Underwater Sensor и Pressure Observation.
Этот сенсор можно выбрать в Контроллере как Reference pressure.

Режим Он-лайн

Глубина ROV

Когда Контроллер запущен, создается «псевдо»-значение глубины для каждого сенсора давления, установленного на ROV.
Эта глубина не является реальной, только результатом вычислений компонента QINSy, известного как PreProcessor.
The ROV depth observation can be used normally, e.g. to aid calculating the position of the ROV, display it in a QINSy display, etc.
Название результата вычисления глубины — “Depth – “ плюс название измерения давления.
Псевдо-значения не сохраняются в базе данных.

Во время проигрывания данных (режим Replay) псевдо-измерения также создаются.

Глубина ROV измеряется в принятых единицах измерения.

Пользовательский интерфейс перевода давления в глубину

Установки перевода можно изменить в Computation Setup:

• Выберите объект ROV
• Откройте в правой части закладку Height
• Параметры перевода расположены внизу закладки.

Можно изменить следующие параметры:

Ввод плотности вручную (Manual Density)

Используется в упрощенном методе перевода UNESCO.
Алгоритм расчета очень близок к алгоритмам, применяемым, например в ПО Tritech SeaKing.

Активный профиль (Active Profile)

Используется в полном алгоритме метода UNESCO EOS-80.

Использование этого алгоритма требует знания текущего профиля скорости звука, который содержит Соленость, Температуру и Давление.

При использовании некорректного профиля, появится предупреждение при его выборе или импорте.
Использование некорректного профиля скорости звука может привести к загрублению результатов вычисления глубины ROV.
Стандартными условиями расчета алгоритма является температура Цельсия и Соленость 35 промили.

Более полная информация об использовании формулы расположена ниже.

Обработка

Реплей

В сессии Replay перевод давления в глубину также доступен, так что глубину ROV можно пересчитать.

Основная формула

Глубина по ЮНЕСКО = Стандартная глубина + Геопотенциальная аномалия высоты.

Второй член учитывает отклонения условий от стандартных (S = 35 %₀, T= 0° C).

Courtesy of FFI, Norway.

Формулы и определения для фрезерования

Здесь приведены полезные формулы и определения, необходимые для фрезерования: процесс обработки, фрезы, методы фрезерования и т. д. Умение правильно рассчитать скорость резания, подачу на зуб и скорость съёма металла имеет решающее значение для получения хороших результатов при выполнении любой фрезерной операции.

Параметр	Значение	Метрические единицы	Дюймовые единицы
ae	Ширина фрезерования	мм	дюйм
ap	Осевая глубина резания	мм	дюйм
DCap​	Диаметр резания при глубине резания ap	мм	дюйм
Dm	Обрабатываемый диаметр (диаметр детали)​	мм	дюйм
fz	Подача на зуб	мм	дюйм
fn	Подача на оборот	мм/об	дюйм
N	Частота вращения шпинделя	об/мин	об/мин
vc	Скорость резания	м/мин	фут/мин
ve	Эффективная скорость резания	мм/мин	дюйм/мин
vf	Минутная подача	мм/мин	дюйм/мин
zc	Эффективное число зубьев	шт.	шт.
hex	Максимальная толщина стружки	мм	дюйм
hm	Средняя толщина стружки	мм	дюйм
kc	Удельная сила резания	Н/мм2	Н/дюйм2
Pc	Потребляемая мощность	кВт	л.с.
Mc	Крутящий момент	Н·м	фунт-сила/фут
Q	Скорость съёма металла	см3/мин	дюйм3/мин
KAPR	Главный угол в плане	град
PSIR	Угол в плане (дюйм. )		град
BD	Диаметр корпуса	мм	дюйм
DC	Диаметр резания	мм	дюйм
LU	Рабочая длина	мм	дюйм

Основные определения

• Скорость резания, vc​

  Окружная скорость перемещения режущей кромки относительно заготовки.

• Эффективная или фактическая скорость резания, ve

  Окружная скорость на эффективном диаметре резания (DCap). Это значение необходимо для определения режимов резания при фактической глубине резания (ap). Это особенно важно при использовании фрез с круглыми пластинами, фрез со сферическим концом и всех фрез с большим радиусом при вершине, а также фрез с главным углом в плане менее 90 градусов.

  ​

• Частота вращения шпинделя, n

  Число оборотов фрезы, закрепленной в шпинделе, совершаемое за минуту. Этот параметр связан с характеристиками станка и вычисляется на основе рекомендованной скорости резания для данной операции.

• Подача на зуб, fz

  Параметр для расчёта минутной подачи. Подача на зуб определяется исходя из рекомендуемых значений максимальной толщины стружки.

• Подача на оборот, fn

  Вспомогательный параметр, показывающий, на какое расстояние перемещается инструмент за один полный оборот. Измеряется в мм/об и используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.

• Минутная подача, vf

  Её также называют скоростью подачи. Это скорость движения инструмента относительно заготовки, выражаемая в пройденном пути за единицу времени. Она связана с подачей на зуб и количеством зубьев фрезы. Число зубьев фрезы (zn) может превышать эффективное число зубьев (zc), то есть количество зубьев в резании, которое используется для определения минутной подачи. Подача на оборот (fn) в мм/об (дюйм/об) используется для расчёта минутной подачи и нередко является определяющим параметром в отношении чистовой обработки.

• Максимальная толщина стружки, hex

  Этот параметр связан с подачей на зуб (fz), шириной фрезерования (ae) и главным углом в плане (kr). Толщина стружки – важный критерий при выборе подачи на зуб для обеспечения наиболее высокой минутной подачи.

• Средняя толщина стружки, hm

  Полезный параметр для определения удельной силы резания, используемой для расчёта потребляемой мощности.​

• Скорость съёма металла, Q (cм3/мин)

  Объём снятого металла в кубических миллиметрах в минуту (дюйм3/мин). Определяется на основе глубины и ширины резания и подачи.

• Удельная сила резания, kct

  Постоянная материала, используемая для расчёта мощности и выражаемая в Н/мм2

• Время обработки, Tc (мин)

  Отношение обрабатываемой длины (lm) к минутной подаче (vf).​

• Потребляемая мощность, Pc и КПД, ηmt

  Характеристики станка, помогающие рассчитать потребляемую мощность и оценить возможность применения инструмента на данном оборудовании для данной операции обработки.​

Методы фрезерования

• Линейное врезание

  Одновременное поступательное перемещение инструмента в осевом и радиальном направлениях.

• Круговая интерполяция

  Перемещение инструмента по круговой траектории при постоянной координате z.

• Круговое фрезерование с врезанием под углом

  Перемещение инструмента по круговой траектории с врезанием (винтовая интерполяция).

• Фрезерование в одной плоскости

  Фрезерование с постоянной координатой z.

• Фрезерование с точечным контактом

  Неглубокое радиальное врезание фрезами с круглыми пластинами или сферическим концом, при котором зона резания смещается от центра инструмента.

• Профильное фрезерование

  Формирование повторяющихся выступов при профильной обработке поверхностей сферическим инструментом.

Формулы для разных типов фрез

Формулы для фрез с прямой режущей кромкой

Винтовая интерполяция (по 3 осям) или круговая интерполяция (по 2 осям) — внутренняя обработка

Формулы

Винтовая интерполяция (по 3 осям) или круговая интерполяция (по 2 осям) — наружная обработка

Формулы

Параметры пластин для фрезерования

Геометрия пластин

Важными параметрами геометрии режущей кромки пластины являются:

• главный передний угол (γ)
• угол заострения (β)

Макрогеометрия создаётся для работы в лёгких, средних и тяжёлых условиях.

• Геометрия L (для лёгких условий) имеет более позитивную, но более слабую кромку (большой угол γ, маленький угол β)
• Геометрия H (для тяжёлых условий) имеет более прочную, но менее позитивную кромку (маленький угол γ, большой угол β)

Макрогеометрия влияет на многие параметры резания. Пластина с прочной кромкой может работать под большими нагрузками, но при этом создаёт большие силы резания, потребляет больше энергии и выделяет больше тепла. Оптимизированные геометрии имеют специальные буквенные обозначения по классификации ISO.

Конструкция вершины пластины

Самый важный для получения требуемого качества обработанной поверхности элемент режущей кромки – это параллельная фаска bs1 или, если применимо, выпуклая фаска Wiper bs2, или радиус при вершине rε.

Определения для фрез

• Главный угол в плане (kr), град.

  Главный угол в плане (kr) является основным геометрическим параметром фрезы, так как он определяет направление силы резания и толщину стружки. ​

• Диаметр фрезы (Dc), мм

  Диаметр фрезы (Dc) измеряется через точку (PK), где основная режущая кромка пересекается с параллельной фаской.

  Наиболее информативный параметр – (Dcap) – эффективный диаметр резания при текущей глубине резания (ap), он используется для расчёта скорости резания. D3 – максимальный диаметр по пластинам, для некоторых типов фрез он равен Dc.

• Глубина резания (ap), мм

  Глубина резания (ap) – это расстояние между обработанной и необработанной поверхностями, измеряемое вдоль оси фрезы. Максимальное значение ap ограничивается, главным образом, размером пластины и мощностью станка.

  При выполнении черновых операций существенное значение имеет величина передаваемого момента. На чистовых этапах обработки более важным становиться наличие или отсутствие вибраций.​

• Ширина фрезерования (ae), мм

  Шириной фрезерования (ae) называют величину срезаемого припуска, измеренную в радиальном направлении. Данный параметр особенно важен при плунжерном фрезеровании. Максимальное значение ae также играет значимую роль при возникновении вибрации на операциях фрезерования в углах.

• Ширина перекрытия (ae/Dc)

  Ширина перекрытия (ae/Dc) – это отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы.

• Эффективное число зубьев фрезы (zc)

  Данная величина используется для определения минутной подачи (vf) и производительности. Нередко это решающим образом влияет на эвакуацию стружки и стабильность обработки.

• Число зубьев фрезы (zn)

  Величина выбирается с учетом соблюдения условия равномерности процесса фрезерования. Именно количество заходов определяет вид фрезерования, группу материалов для обработки и её жесткость.

• Шаг зубьев фрезы (u)

  Для определённого диаметра фрезы можно выбрать различный шаг зубьев: крупный (L), нормальный (M), мелкий (H). Буква X в коде фрезы указывает на особо мелкий шаг зубьев

• Неравномерный шаг зубьев фрезы

  Означает, что расстояние между зубьями фрезы не одинаковое. Это очень эффективный способ свести к минимуму риск возникновения вибрации.​

При создании статьи использованы справочники Sandvik

Каталог фрез по металлу на онлайн-выставке Enex: https://enex.market/catalog/metallorezhushchiy_instrument/frezy_po_metallu/

Глубина резкости — Canon Russia

Приблизительная направляющая

Если требуется большая глубина резкости, выберите закрытую диафрагму объектива (большое f-число), например f/16 или f/22. При использовании закрытой диафрагмы для правильной экспозиции может потребоваться длительная выдержка, поэтому для компенсации эффекта сотрясения камеры используйте штатив. Кроме того, для достижения максимального эффекта используйте широкоугольный объектив.

Если вам требуется небольшая глубина резкости, выберите открытую диафрагму (малое f-число), например f/2.8 или f/4, и используйте телеобъектив для достижения максимального эффекта.

Если глубина резкости не является критическим фактором для выбранной композиции, выберите значение диафрагмы около f/5.6, f/8 или f/11. При таких настройках объектив обычно обеспечивает оптимальный результат.

Основные режимы

Можно подумать, что использование одного из базовых режимов, доступных на камерах EOS, позволит вам сэкономить время и избежать проблем. К примеру, что в режиме «Пейзаж» глубина резкости будет значительно больше, а в режиме «Портрет» фон будет размыт. К сожалению, это не так. Основные режимы съемки — это конфигурации для начинающих, предотвращающие выбор крайних значений диафрагмы и выдержки, которые отвечают за свободное управление творческим процессом. Для относительно простого управления глубиной резкости рекомендуем работать в режиме приоритета диафрагмы (Av).

Предварительный просмотр глубины резкости и усиление контуров фокусировки

На цифровых зеркальных камерах изображение, которое вы видите в видоискателе, обычно соответствует тому, как кадр выглядит при наиболее открытой диафрагме выбранного объектива, поэтому вы не можете визуально оценить глубину резкости перед съемкой. Однако если камера оснащена кнопкой предварительного просмотра глубины резкости, нажатие этой кнопки приведет к применению для видоискателя текущего значения диафрагмы. Таким образом можно просматривать глубину резкости, используя видоискатель, или даже более точно отслеживать это на ЖК-экране в режиме Live View.

Если кнопки просмотра глубины резкости на камере нет, эту функцию можно назначить на кнопку <SET> с помощью пользовательских функций для режимов P, Tv, Av или M.

На камере EOS 90D в режиме Live View и на беззеркальных камерах, таких как EOS R5, EOS R6, EOS R, EOS RP, EOS M6 Mark II и EOS M50 Mark II также можно активировать ручное усиление контуров фокусировки — эти визуальные ориентиры помогут понять, какой участок изображения находится в фокусе. Теоретически области с резкой фокусировкой также отличаются наибольшей контрастностью, поэтому система анализирует контрастность изображения и выделяет обнаруженные области выбранным ярким цветом. По мере изменения фокусировки вы заметите, что выделенные области также будут изменяться.

Гиперфокальная фокусировка

Глубина резкости распространяется на некоторое расстояние перед точкой фокусировки и за ней. За исключением случаев, когда объект находится очень близко к объективу, за объектом глубина будет захватывать вдвое большее расстояние, чем перед ним. Это значит, что при фокусировке на бесконечность или на горизонт вы потеряете немного глубины резкости и не получите изображение с максимальной областью четкости.

Гиперфокальная фокусировка — это технический прием, который позволяет обеспечить максимально возможную глубину резкости. Ваша задача — создать кадр таким образом, чтобы дальняя граница глубины резкости была равна бесконечности (или наиболее далекому объекту сцены). Точка, на которой необходимо сфокусироваться для достижения этой цели, называется гиперфокальным расстоянием.

Гиперфокальное расстояние — это ближняя граница глубины резкости при фокусировке на бесконечность. А при гиперфокальной фокусировке глубина резкости распространяется примерно от половины гиперфокального расстояния до бесконечности.

В Интернете можно найти таблицы глубины резкости, где указано гиперфокальное расстояние для определенных сочетаний объектива и камеры, однако гиперфокальное расстояние не привязано к объективу — оно меняется вместе с диафрагмой и фокусным расстоянием, поэтому наиболее простой способ определить его — это воспользоваться калькулятором глубины резкости и гиперфокального расстояния в бесплатном приложении Canon Photo Companion. Его можно найти в разделе «Навыки» -> «Калькуляторы». Затем установите объектив камеры в режим ручной фокусировки (переключатель AF/MF расположен на боковой стороне большинства объективов Canon) и выберите полученное расстояние с помощью кольца фокусировки.

Если у вас нет времени для вычислений, воспользуйтесь основным правилом и сфокусируйтесь примерно на 1/3 от общей глубины сцены.

Архимедова сила — закон, формула, определение

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Сила: что это за величина

Прежде чем говорить о силе Архимеда, нужно понять, что это вообще такое — сила.

В повседневной жизни мы часто видим, как физические тела деформируются (меняют форму или размер), ускоряются и тормозят, падают. В общем, чего только с ними не происходит! Причина любых действий или взаимодействий тел — ее величество сила.

Сила — это физическая векторная величина, которая воздействует на данное тело со стороны других тел. Сила измеряется в ньютонах — единице измерения, которую назвали в честь Исаака Ньютона.

Поскольку сила — величина векторная, у нее, помимо модуля, есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В этом случае результат выражается в направлении движения.

Открытие закона Архимеда

Так вышло, что закон Архимеда известен не столько своей формулировкой, сколько историей возникновения.

Легенда гласит, что царь Герон II попросил Архимеда определить, из чистого ли золота сделана его корона, при этом не причиняя вреда самой короне. То есть расплавить корону или растворить — нельзя.

Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно ведь определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита.

Рассчитать плотность металла, чтобы установить, золотая ли корона, можно по формуле плотности.

Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. Тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему.

Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый закричал «Эврика!» и побежал докладывать о своей победе в царский дворец (и так торопился, что даже не оделся). 🤦🏻‍♂️

Попробуйте онлайн-курс подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в Skysmart!

Формула и определение силы Архимеда для жидкости

На поверхность твердого тела, погруженного в жидкость, действуют силы давления. Эти силы увеличиваются с глубиной погружения, и на нижнюю часть тела будет действовать со стороны жидкости большая сила, чем на верхнюю.

Равнодействующая всех сил давления, действующих на поверхность тела со стороны жидкости, называется выталкивающей силой или силой Архимеда. Истинная причина появления выталкивающей силы — наличие различного гидростатического давления в разных точках жидкости.

Определение архимедовой силы для жидкостей звучит так:

Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна по модулю весу вытесненной жидкости и противоположно ему направлена.

А теперь давайте порешаем задачки, чтобы закрепить, как вычислить архимедову силу.

Задача 1

В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине считать примерно одинаковой.

Решение

Да, так как объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины.

Задача 2

На графике показана зависимость модуля силы Архимеда F_Арх, действующей на медленно погружаемый в жидкость кубик, от глубины погружения x. Длина ребра кубика равна 10 см, его нижнее основание все время параллельно поверхности жидкости. Определите плотность жидкости. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с².

Решение

Сила Архимеда, действующая на кубик, равна F_Арх = ρ_жgV_погр.

V_погр. — объем погруженной части кубика,

ρ_ж — плотность жидкости.

Учитывая, что нижнее основание кубика все время параллельно поверхности жидкости, можем записать:

F_Арх = ρ_жgV _погр = ρ_жga ²x

где а — длина стороны кубика.

Выразим плотность:

ρ = F_Арх / ga²x

Рассматривая любую точку данного графика, получим:

ρ = F_Архga²x = 20,25 / 10 × 7,5 × 10^-2 = 2700 кг/м³

Ответ: плотность жидкости равна 2700 кг/м ³.

Условия плавания тел

Из закона Архимеда вытекают следствия об условиях плавания тел.

Коэффициент продуктивности скважин — Техническая Библиотека Neftegaz.RU

Продуктивность — это коэффициент, характеризующий возможности скважины по добыче нефти.

• количество нефти и газа, которое может быть добыто из скважины при создании перепада давления на ее забое 0,1 МПа.
•  это отношение дебита скважины к депрессии. 
  

Исследование скважин на приток

Проводится для определения коэффициента продуктивности скважины. 
Не менее 4 раз меняется режим работы скважины (дебит) с помощью штуцерной колодки. 
При каждом значении дебита замеряют величину забойного давления. 
Величину пластового давления, замеряют в остановленной скважине.
Определяют величину депрессии на пласт. 
Депрессия – это разница между пластовым и забойным давлением.
Исследование скважин при неустановившемся режиме фильтрации проводят для определения гидродинамических характеристик пласта.
Строят кривые восстановления давления КВД (в остановленной скважине) и КПД (кривая падений давлений в скважине запущенной в работу).
Кривые строятся в координатах для построения кривой прослеживают во времени изменения забойного давления.

• установлению интенсивности притока жидкости из пласта в скважину 
• определению места поступления воды, притока жидкостей и газов через нарушения в эксплуатационной колонне 
• отбору глубинных проб нефти 
• измерению давления и температур по стволу скважины, глубины и колебаний уровней 
• контролю за техническим состоянием обсадной колонны и цементного кольца

• замер глубины динамического уровня жидкости в межтрубном пространстве, устанавливающегося при том или ином режиме откачки специальными приборами — эхолотами.

• Исследование скважин на неустановившихся режимах заключается в прослеживании скорости подъема уровня жидкости в насосной скважине после ее остановки и скорости восстановления забойного забойного давления после остановки фонтанной скважины (снятие КВД). Таким же образом можно исследовать и нагнетательные скважины, регистрируя скорость падения давления на устье после ее остановки (снятие КПД). По полученным данным определяют коэффициент проницаемости пласта, подвижность нефти в пласте, гидропроводность пласта, пьезопроводность пласта в зоне дренирования скважины, а также скин-эффект (степень загрязнения ПЗП).
• Исследование скважин на взаимодействие заключается в наблюдении за изменениями уровня или давления, происходящими в одних скважинах (реагирующих) при изменении отбора жидкости в других соседних скважинах (возмущающих). По результатам этих исследований определяют те же параметры, что и при исследовании скважин на неустановившихся режимах. Отличие заключается в том, что эти параметры характеризуют область пласта в пределах исследуемых скважин. Для измерения давления на забое скважин используют абсолютные и дифференциальные (регистрируют приращение отклонения от начального давления) манометры. По принципу действия скважинные манометры подразделяют на: 1. пружинные, в которых чувствительный элемент – многовитковая, геликсная, трубчатая пружина; 2. пружинно-поршневые, в которых измеряемое давление передается на поршень, соединенный с винтовой цилиндрической пружиной; 3.пневматические, в которых измеряемое давление уравновешивается давлением сжатого газа, заполняющего измерительную камеру.
• Дебитометрические исследования. Сущность метода исследований профилей притока и поглощения заключается в измерении расходов жидкостей и газов по толщине пласта. Скважинные приборы, предназначенные для измерения притока жидкости и газа (дебита) называются дебитомерами, а для измерения поглощения (расхода) — расходомерами. По принципу действия скважинные дистанционные дебитомеры (ДГД) и расходомеры (РГД) бывают: турбинные, пружинно-поплавковые и с заторможенной турбинкой на струнной подвеске. Кроме своего основного назначения, скважинные дебитомеры и расходомеры используют и для установления затрубной циркуляции жидкости, негерметичности и мест нарушения эксплуатационной колонны, перетока жидкости между пластами.
• Термодинамические исследования. Термодинамические исследования основаны на сопоставлении геотермы и термограммы действующей скважины. Геотерма снимается в простаивающей скважине и дает представление о естественном тепловом поле Земли. Термограмма фиксирует изменение температуры в стволе скважины.  С помощью данных исследований можно определить интервалы поглощающих и отдающих пластов, а также использовать полученные результаты для: определения затрубной циркуляции; перетока закачиваемой воды и места нарушения колонны; определения высоты подъема цементного раствора за колоннами после их цементирования. 
• Геофизические исследования. Геофизические методы исследования скважин включают в себя различные виды каротажа электрическими, магнитными, радиоактивными акустическими и другими методами с целью определения характера нефте-, газа- и водонасыщенности пород, а также некоторые способы контроля за техническим состоянием скважин. 

• Индикаторная линия прямая выходит из начала координат, если движение жидкости в пласте подчиняется закону Дарси то скорость движения жидкости в пласте прямо пропорционально перепаду давлений и обратно пропорционально перепаду давлений.
• Выпуклая линия – движение жидкости в пласте не подчиняется закону Дарси.
• Вогнутая линия – скважина не вышла на режим или неправильно произведены замеры.
• Линия не из начала координат для тяжелых вязких нефтей. 

По определению коэффициент продуктивности — это отношение дебита скважины к депрессии:

Q = K(Pпл – Pзаб)ⁿ 
где К — Коэффициент продуктивности [м³/сут/МПа].
n – коэффициент, равный 1, когда индикаторная линия прямая;
n<1, когда линия выпуклая относительно оси перепада давления;
n>1, когда линия вогнутая относительно оси перепада давления
Q — Дебит скважины [м³/сут].
ΔP — Депрессия [МПа].
Pпо — Пластовое давление (на контуре питания) замеряется в остановленной скважине [МПа].
Pзаб — Забойное давление (на стенке скважины) замеряется в работающей скважине [МПа].

• коэффициент проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП), 
• подвижность нефти в ПЗП, 
• гидропроводность ПЗП, а также ряд дополнительных параметров

Продуктивность по нефти
Коэффициент продуктивности определяется по результатам гидродинамических исследований и эксплуатации скважин.
Используя замеры на квазистационарных режимах (установившихся отборах), получают индикаторные диаграммы (ИД), представляющие собой зависимость дебита от депрессии или забойного давления. По наклону индикаторной линии определяют фактическую продуктивность нефтяной скважины.

Расчет глубины заложения фундамента – что это такое, от чего зависит, факторы, влияющие на нее, расчет, особенности для разных фундаментов

Срок службы любого сооружения – будь то дом, гараж, баня – во многом зависит от прочности основания. На него в свою очередь влияет особенности его конструкции, в частности величина заглубления в грунте и соответствие ее внешним условиям. Разберем, как грамотно выполнить расчет глубины заложения фундамента, что собой представляет данный параметр, на что влияет и от каких факторов зависит, какие существуют способы его определения и расчета, а также в чем заключаются особенности различных видов фундамента.

Глубина заложения фундамента – что это такое и на что влияет

При возведении любого сооружения важно правильно подобрать расстояние от поверхности до нижней точки соприкосновения основания с грунтом. В профессиональной строительной терминологии этот параметр называется глубина заложения фундамента. Ее величина не может быть постоянной, так как зависит от многих факторов и всегда индивидуальна в каждом конкретном случае.

При расчете данной характеристики, прежде всего, учитывается специфика самого строящегося объекта – его архитектура и конструкция, анализируется структура грунта, тип рельефа участка и климатические условия. От того, насколько правильно она будет рассчитана, будет зависеть качество постройки самого сооружения по следующим критериям:

1. Безаварийный срок службы здания.
2. Степень проникновения влаги в помещения, влажность воздуха в нем.
3. Целостность структуры стен и перекрытий.
4. Стойкость сооружения.
5. Микроклимат помещений.

Обратите внимание! Только на первый взгляд может показаться, что уровень заглубления основания – величина второстепенной важности и ее можно определять приблизительно. В действительности серьезные последствия для дома на неправильном основании будут ощутимы, уже после первой смены сезона – от колебания уровня грунтовых вод.

Факторы, определяющие глубину заложения основания

При возведении бетонных и железобетонных оснований учитывается 3 основных фактора:

1. Геологические условия.
2. Глубина промерзания почвы.
3. Особенности возводимой конструкции.

Разберем каждый аспект более детально.

Геологические условия

Уровень промерзания грунта – это, пожалуй, самое важное, от чего зависит глубина заложения фундамента. Однако прежде всего на строительном участке определяются две не менее важные характеристики почвы:

• Отметка расположения несущего слоя грунта.
• Уровень залегания почвенных вод.

В качестве несущей прослойки признается грунт, стойкость которого равна или превышает 150 кПа. При этом, согласно строительным правилам, фундамент должен погружаться в него хотя бы на 20 см. Общая же высота конструкции должна быть не менее 0,5 м.

Грунтовые воды на участке могут подниматься достаточно высоко – намного выше глубины промерзания. При этом строительные нормы обязывают делать закладку фундамента ниже этого значения. Таким образом, получается, что основание дома окажется в воде.

Чтобы исключить негативные последствия переувлажнения, бетонная конструкция гидроизолируется, по периметру с наружной части обустраивается дренажная система. Так как если подошва основания, заглубленного ниже уровня промерзания, защищена от выталкивания при сезонном пучении почвы, то боковые поверхности все равно могут подвергаться разрушающему воздействию этих сил.

Глубина промерзания почвы

Глубина заложения фундамента зависит от уровня промерзания грунта. Объясняется это прежде всего тем, что поверхностные слои почвы, в которых возводится основание дома, зачастую насыщенные влагой, при наступлении холодов расширяются в объеме. Причем величина увеличения может достигать 10 %. В результате поверхностный слой грунта начинает расширяться и при этом далеко не равномерно.

Если фундамент при этом будет находиться в таком слое, на него начнет воздействовать выталкивающая нагрузка. В большинстве случаев это приводит к образованию трещин, разрывов и деформации как самого основания, так и стен дома. Единственный способ избежать этого – заложить фундамент ниже уровня промерзания.

Справка! Глубина промерзания грунта, от которой зависит уровень заложения фундамента, во много зависит от климатических особенностей региона и свойств самого грунта. Чем более морозный климат и более влагонасыщенная почва, тем сильнее этот фактор и тем ниже должно осуществляться заглубление подошвы основания.

Особенности возводимой конструкции

Минимальная глубина заложения фундамента находится в прямой зависимости от следующих особенностей конструкции возводимого сооружения:

1. Подвала или цоколя.
2. Водо- или газопровода, электрокабелей и других подземных коммуникаций.
3. Отдельное основание под котел, бойлер и иное оборудование.
4. Тип и сила нагрузок, оказываемых на фундамент – масса стен, ветер, снеговые залежи и т. д.

Обратите внимание! Если грунт не обладает свойствами пучения или проявляет незначительную активность и уровень грунтовых вод находится достаточно глубоко, допускается возводить фундамент выше уровня промерзания. Например, если почва промерзает на 2 м, но не достигает водоносного слоя, то подошва основания может располагаться вдвое выше этой отметки – то есть на 1 м глубиной.

Способы определения и расчета

Согласно нормативам СНиП, для правильного определения глубины заложения фундамента в расчете должны учитываться следующие параметры:

• Тип грунта.
• Усредненная минусовая температура.
• Технические особенности здания.
• Уровень залегания подземных воды.

Прежде всего рассчитывается нормативный показатель глубины промерзания по следующей формуле:

Д_fn = д⁰√M_t

д⁰ – это поправочный коэффициент, зависящий от типа грунта,

√M_t – это корень квадратный из сложения всех минусовых ежемесячных температур за год.

В качестве примера рассмотрим:

Д_fn = 0,28х√(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) = 2,19 м.

0,28 – супесь и мелкий песок,

(10,3 + 15,4 + 13,2 + 7,6 + 9,4 + 5,6) – сумма абсолютного значения всех среднемесячных отрицательных температур в году в определенном регионе.

Далее необходимо определить расчетное значение показателя глубины заложения фундамента в соответствии с типом самого строения по следующей формуле:

Д_f = K_h х Д_fn

Величина Д_fn уже рассчитана и равна – 2,19 м,

K_h – поправочный коэффициент, зависящий от типа помещения и температуры в нем.

Например, если дом отапливается, имеет в конструкции утепленный цоколь, но без подвального помещения, то K_h будет равен – 0,7. Исходя из этого получается:

Д_f = 0,7 х 2,19 = 1,53 м.

Рекомендация! На практике уровень расположения подошвы фундамента зависит не только от отметки промерзания грунта, но также глубины грунтовых вод и физических свойств почвы. Однако точно определить это можно только путем проведения геологических изыскательных работ. Поэтому когда нет возможности проведения подобных мероприятий его значение берут равным не менее расчетной величины – то есть Д_f.

Специфика различных видов фундамента

В частном строительстве домов, гаражей, бань и других сооружений применяется несколько основных типов фундамента, для каждого из которых существуют следующие особенности выбора глубины заложения:

Наиболее распространенный и экономически выгодный тип основания. Применяется преимущественно на слабо и вовсе не пучинистых типах грунта. При этом не рекомендуется для возведения на неоднородных и глинистых почвах, а также с повышенным насыщением влаги.

Существуют следующие разновидности ленточного фундамента:

1. Мелко заглубленный. Погружается на 50 см.
2. Средне заглубленный. Отметка погружения – 70-100 см.
3. Достаточно заглубленный. Уровень расположения подошвы – 120-150 см.

В районах холодного климата значение параметра может достигать 2 метров.

В условиях, когда необходимо возвести нетяжелое одноэтажное строение на относительно стабильном грунте, применяется столбчатый фундамент. По структуре он представляет собой вертикальные колонны, расположенные по периметру здания и в местах капитальных стен.

Видео о том, от чего зависит глубина заложения ленточного фундамента и как ее рассчитать:

Столбчатое основание не рекомендуется изготавливать на почвах с нестабильными характеристиками, в глине, а также для тяжелых сооружений. При этом подошва такой конструкции должна располагаться на уровне не менее 20-40 см ниже отместки промерзания почвы.

Монолитная железобетонная плита характеризуется максимальной стабильностью и прочностью. При незначительной глубине заложения данный фундамент имеет ширину, соответствующую габаритам самого строения – дома, бани или гаража.

Как правило, основание в виде монолитной плиты заглубляется не более чем на 0,2-0,5 м, при общей толщине, не превышающей 1-го метра. Фундамент данной модификации становится единой конструкцией с сооружением, благодаря чему защищает его от сил пучения грунта. Однако возведение такого основания достаточно трудоемкое и финансово затратное.

Совет! Если отметка промерзания грунта превышает 2,5 метра, целесообразно использовать фундамент в виде свай или монолитной плиты, а не ленточной модификации.

Видео-инструкция о правильном определении типа грунта и расчете фундамента:

Коротко о главном

Нижняя отметка заложения основания строения относительно поверхности – важнейшая строительная величина. Ее правильный расчет позволяет повысить срок службы сооружения, обеспечить прочность стен и перекрытий, улучшить микроклимат помещения, снизить степень насыщения влагой конструкций и задать общую стойкость здания.

На величину глубины заложения в первую очередь влияют следующие факторы:

• Геологические условия участка.
• Отметка промерзания грунта.
• Специфика конструкции возводимого сооружения.

Для расчета глубины заложения фундамента под дом, баню, гараж или иное сооружение применяются специальные формулы, учитывающие тип грунта, среднюю температуру, особенности здания и уровень подземных вод. Наиболее распространены в частном строительстве ленточный, столбчатый и плитный фундамент. Каждый из них имеет свои особенности возведения и сферу применения.

Глубина резкости, часть II: математика

В части I мы довольно подробно говорили о том, что такое глубина резкости и как она определяется. Если вы довольны тем, что узнали в части I, и не чувствуете необходимости знать математику, стоящую за всеми различными факторами глубины резкости, вы можете выйти и начать уверенно управлять глубиной резкости при съемке фотографий. Однако, если вам трудно нажать кнопку «Я верю» и вы хотите, чтобы «концепция» или «теория» DOF стали холодным, твердым фактом с математикой, тогда продолжайте читать.

Круг замешательства

Были ли вы смущены первым набегом на тему круга путаницы (COC) в части I? Что ж, COC — это запутанная, но важная часть расчета глубины резкости. Как мы упоминали в части I, в COC учитываются три фактора:

1. Расстояние просмотра
2. Расширение
3. Острота зрения

Здесь, во второй части, мы углубимся в элементы COC, чтобы мы могли ввести числа в формулу, а затем использовать ее для определения гиперфокального расстояния, а затем использовать это число для математического расчета глубины резкости.

Расстояние просмотра измеряется в сантиметрах для целей нашего уравнения.

Увеличение измеряется как коэффициент увеличения. В приведенном ниже примере отпечаток 8 x 10 дюймов в 7 раз больше, чем сенсор 24 x 36 мм или кадр 35-мм пленки.

Острота зрения измеряется количеством пар линий на миллиметр (лп/мм). В офисе вашего офтальмолога ваши глаза измеряются, и остроте зрения присваивается номер; 20/20 — «нормальное» зрение. Это означает, что на расстоянии 20 футов вы можете ясно видеть то, что «нормальный» глаз может ясно видеть на расстоянии 20 футов.Если вам нужно находиться на расстоянии 20 футов, чтобы увидеть то, что нормальный глаз ясно видит на расстоянии 40 футов, у вас зрение 20/40. Для целей COC пара строк состоит из чередующихся черных и белых линий одинакового размера. Возможно, вы видели эти линии на некоторых графиках для глаз. Острота зрения измеряется путем определения того, сколько пар линий человек может видеть на определенном расстоянии. «Нормальное» зрение измеряется при 5 лп/мм.

Теперь давайте применим коэффициенты COC в упрощенном уравнении для математического решения COC, чтобы мы могли использовать его в наших расчетах глубины резкости.

Математика COC
 

Это значение COC представляет собой максимальный диаметр пятна размытия, измеренный в плоскости изображения, которая выглядит в фокусе. Пятно с диаметром меньше этого значения COC будет выглядеть как точка света и, следовательно, в фокусе изображения. Пятна большего диаметра будут казаться наблюдателю размытыми.

Для простоты производители камер и объективов используют стандартный COC. Стандартное значение варьируется в зависимости от производителя, но обычно оно составляет около 0.03 мм для полнокадровых камер. Приведенный выше пример иллюстрирует переменные, используемые для формулировки COC.

Не- Симметрия степени свободы

Готовы ли вы к еще одной морщине в вашем мире DOF? DOF не симметричен. Это означает, что область приемлемого фокуса не имеет одинакового линейного расстояния до и после фокальной плоскости. Это связано с тем, что свет от более близких объектов сходится на большем расстоянии позади плоскости изображения, чем расстояние, на котором сходится свет от более дальних объектов до плоскости изображения.

Три равноудаленных объекта. Как только свет проходит через линзу, симметрия смещается.
 

На относительно близких расстояниях глубина резкости почти симметрична: примерно половина области фокусировки находится перед плоскостью фокусировки, а половина появляется после нее. Чем дальше фокальная плоскость перемещается от плоскости изображения, тем больше сдвиг симметрии в пользу области за фокальной плоскостью. В конце концов, линза фокусируется в точке бесконечности, а ГРИП достигает максимальной асимметрии, при этом подавляющая часть сфокусированной области находится за плоскостью фокусировки в бесконечность. Это расстояние известно как «гиперфокальное расстояние» и ведет нас к следующему разделу.

Гиперфокальное расстояние

Гиперфокальное расстояние определяется как  расстояние, когда объектив сфокусирован на бесконечность, при котором объекты, находящиеся на расстоянии от половины этого расстояния до бесконечности, будут в фокусе для конкретного объектива. В качестве альтернативы, гиперфокальное расстояние может относиться к ближайшему расстоянию, на которое объектив может быть сфокусирован для заданной апертуры  , в то время как объекты на расстоянии (бесконечность) останутся четкими.  Гиперфокальное расстояние является переменной величиной и зависит от апертуры, фокусного расстояния и вышеупомянутого COC.

34′ — гиперфокальное расстояние. Если для объектива установлено значение f/8 и сфокусировано на 34 фута (или на отметку бесконечности, если она появляется до 34 фута), в фокусе должно быть все от 17 дюймов до бесконечности.

Помните, что ваше решение будет представлено в миллиметрах, так как фокусное расстояние вашего объектива, скорее всего, измеряется в миллиметрах.Используя эту формулу, вы увидите, что чем меньше апертура объектива, тем ближе к объективу становится гиперфокальное расстояние.

Раньше объективы имели маркировку гиперфокального расстояния на оправе объектива и/или возле колец фокусировки. Это редко можно увидеть в современном мире автофокусировки, но есть много приложений для смартфонов и веб-сайтов, которые подсчитывают для вас числа, чтобы вы могли определить гиперфокальное расстояние вашего объектива для заданной диафрагмы. Я буду обсуждать эти калькуляторы позже.

Практическое применение гиперфокального расстояния заключается в том, что в приведенном выше примере вы можете установить объектив 50 мм f/1,8 на f/8 и повернуть диск фокусировки (если он отмечен) на 34 фута или ∞ и все на вашем изображении от 17 футов. до горизонта и дальше должны быть в приемлемом фокусе.

Почему это важно? Гиперфокальное расстояние также фигурировало — как вы уже догадались — в расчетах, используемых для расчета глубины резкости.

Расчет глубины резкости

Теперь пришло время, наконец, рассчитать глубину резкости.В обзоре четыре фактора, определяющие глубину резкости:

1. Круг нерезкости (КОС)

2. Диафрагма объектива

3. Фокусное расстояние объектива

Выше мы использовали стандартный COC, а затем добавили фокусное расстояние объектива и диафрагму для расчета гиперфокального расстояния. Теперь мы можем добавить четвертый фактор, расстояние от объекта до объектива, в уравнение, чтобы вычислить нашу глубину резкости. Как мы теперь знаем, глубина резкости — это линейный диапазон до и после фокальной плоскости, и мы также знаем, что диапазон глубины резкости несимметричен по обе стороны от фокальной плоскости.

Наше следующее путешествие в область математики — вычисление ГРИП в ближней точке (помните, что мы работаем в миллиметрах, так что не забудьте конвертировать):

Ближняя точка глубины резкости находится на расстоянии 7,8 фута.

Готовы теперь рассчитать дальнюю точку глубины резкости? Вот:

Дальняя точка глубины резкости находится на расстоянии 14,0 футов.

Итак, мы знаем, что наша камера сфокусирована на 10 дюймов, и мы просто подсчитали некоторые цифры, чтобы показать нам, что с 50-миллиметровым объективом, установленным на f/8, все между 7.8′ и 14.0′ будут в приемлемом фокусе. Как видите, дальний диапазон ГРИП больше, чем ближний.

Теперь посчитаем ГРИП:

Глубина резкости, диапазон допустимой фокусировки для объектива 50 мм f/1,8, установленного на полнокадровую камеру, установленного на f/8 и сфокусированного на расстоянии 10 футов, составляет: 6,2 дюйма.

И последнее, о чем следует упомянуть: вы можете увидеть или услышать обсуждение того, что глубина резкости измеряется в «стопах». Это неправильное название. Как видно из формул и решений, ГРИП — это расстояние, а не значение экспозиции.Когда кто-то упоминает добавление или вычитание «ступени» глубины резкости, они, вероятно, имеют в виду изменение глубины резкости путем изменения диафрагмы и, следовательно, изменения глубины резкости, но глубина резкости — это линейное измерение, а не значение экспозиции или света.

Калькуляторы глубины резкости

Если вы хотите рассчитать глубину резкости вашей комбинации камеры и объектива в полевых условиях, существует множество веб-сайтов и приложений для смартфонов, которые помогут вам найти эти решения практически мгновенно. Не нужно брать с собой на поле бумагу для заметок и логарифмическую линейку!

Во время написания этой статьи я вставил свои числа в несколько интернет-калькуляторов глубины резкости и приложения для смартфонов и получил числа, немного отличающиеся от показанных в примерах выше.Это, вероятно, вызвано различиями в числах COC, которые используются калькуляторами. Некоторые калькуляторы/приложения очень подробно рассказывают о том, как они измеряют COC, другие просто используют стандартное число, которое варьируется от производителя к производителю.

Часть II Заключение

Итак, вот оно. Доказательство находится в математике. А размер сенсора? Как насчет боке и размытия фона? Что ж, друзья, если вы хотите большего, перейдите к части III и продолжайте! Если вы сначала щелкнули здесь и чувствуете, что вам нужно больше основы, прочитайте об основах в части I.

В Интернете есть множество статей о DOF. Я иногда нахожу ошибки в статьях или противоречивую информацию. То, что вы прочитали выше, было тщательно изучено и является лучшей информацией, которую я могу предоставить. Однако, если у вас есть вопрос, комментарий или вы видите что-то, что вы считаете неточным; пожалуйста, доведите это до моего сведения в разделе комментариев ниже. Спасибо за чтение!

Общая формула для осевой глубины дозы, полученная из эмпирического степенного закона для отношений опухоль-воздух бумага против области поля, с глубиной в качестве параметра, являются прямыми линиями,

На рисунке 1 показано семейство кривых соотношения опухоль-воздух, а на рисунке 2 показаны графики K ( t ) и m ( t ) против t .

Вывод новой формулы для центральной дозы в глубину

Показав, что соотношение (1) справедливо ³ для 16 см. ² ≤ А _т ≤ 100 см. ² и 0,5 ≤ t ≤ 20 см., теперь можно вывести соотношение для центральной оси в процентах от глубины дозы. Определение соотношения опухоль-воздух для излучения кобальта-60:

Подставляя из (1) вместо R ( t, A _t ) в (2), получаем

Если положить t = 0,5, затем P (0,5, f, A ₀ ) = 100 для всех f и A ₀ .

Следовательно, или вообще К (0.5) _T ^{M (0-5)} = B ( B ( A _T ), IE , Соотношение опухолевого воздуха для T = 0,5 — это просто задняя часть -коэффициент рассеяния. Подставляя B ( A _0–5 ) в (4) и переставляя, мы имеем Теперь A _t = A _{0–5 9014 +}