HİDROLİK KARARLI UNİFORM OLMAYAN AÇIK KANAL HİDROLİĞİ PROBLEMLER 3

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "HİDROLİK KARARLI UNİFORM OLMAYAN AÇIK KANAL HİDROLİĞİ PROBLEMLER 3"

Özgür Koçyiğit
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 HİDROLİK KARARLI UNİFORM OLMAYAN AÇIK KANAL HİDROLİĞİ PROBLMLR.) Dikdörtgen kanal içerisindeki akıın biri debisi.5 /sn'dir. Bu akı için özgül enerji diagraını çizerek.5 değeri için ükün olabilecek su derinlikleri belirleiniz (FofFM-.). Çözü: q g için vea.88 q.5 kr.86, in kr g 9.8 () () k.86 k.86 in.9 () ().) Dikdörtgen kanal içerisindeki akıın biri debisi.86 /sn'dir. Akıın içerisine erleştiriliş olan pitot tüpünde su seviesi kanal tabanından itibaren.4 ükseliştir. Bu kanalda ükün olabilecek akı derinliklerini hesaplaınız ve özgül enerji diagraında çizerek gösteriniz.

2 h.4 q.86 /s Çözü: P z γ g, g (.86 / ) 9.6 P z γ g P 4, γ.4 P.4 ( 4) γ q. için Y g z.4 g için z q ve.4.için akık nehir reji in de.4 için akık sel reji in de.) Şekilde görülen.5 derinliğindeki dikdörtgen kanaldan geçen debi.9 /sn dir. Mebada su derinliği; a). b).6 olduğu duruda ansaptaki su derinliğini hesaplaınız (FofFM-.5).

3 () () ().6 Çözü: ) ( / ) ) ( / ) in in in kr kr kr kr oladangeçer kabara e nehirrejii Fr s için b hidroliksııçra ok oladangeçer kabara e g q rejii sel g Fr s A için a > > < < > >.4) Şekilde görülen dikdörtgen kesitli daralan kanaldan geçen akıın debisi.7 /sn dir.

4 a) Mebada su derinliği.5 ve.6 olduğu durularda ansaptaki su derinliğini hesaplaınız b) Mebada su derinliği.5 olduğunda bu akıa ait özgül enerji diagraını her iki kesit için çiziniz (FofFM-.9). b. b.9 Üstten Görünüs () () () Yandan Görünüs () Çözü: a).5 için A.7.9 A.76 / s q.7.8 / s q..5 B B / s / s Fr.6 > sel reji in de için Fr > olalı.896

5 .5) Şekilde görülen dikdörtgen kesitli kanalın kesitindeki biri debi.5 /sn ve su derinliği.5 'dir. ve kesitleri arasındaki ük kabı. 'dir. Bu akıın ve kesitleri için özgül enerji diagraın çiziniz. İki kesit arasında ük kabının.6 olası ükün ü? Açıklaınız. () () q.5 / s.5 P P z z h γ g γ g P P z z / s.5 q h. L g in kr L ğer h L.6 olsa idi;.96 olduğundan < in olacağından, verilen q ve değerleri için böle bir duru ükün değildir.

6 () in ().6) Şekilde görülen dikdörtgen kesitli kanalın genişliği.8'den. 'e düzgün olarak arttırılıştır. Mebadaki akıın derinliği.9 olduğuna göre bu iki kanal su üzü kotlarının eşit olası için aksiu h eşik üksekliği ne olalıdır?.8. Üstten Görünüs () ().9 h Yandan Görünüs

7 P P z z γ g γ g P P z z A A A A h b b olduğundan, q q h.9.76 h.64.7) Şekilde görülen dikdörtgen kanalda akı.46 derinliğinde ilerlerken hidrolik sıçraa aparak.6 ükseliştir. Bu akıın hidrolik sıçraadan önceki hızını hesaplaınız Fr Fr Fr Fr g / s.8) Hidrolik sıçraanın eba ve ansabındaki su derinlikleri ve. 'dir. Mebadaki akı hızını ve güç kabını hesaplaınız. B5

8 . 8Fr Fr.6. Fr / s g A / s 8. A.55 / s. 5 h L hl g g hl P γ h kn/ s 4kW L.9) Şekildeki dikdörtgen kesitli kanalda hidrolik sıçraa edana geliştir. Mebadaki Froude Saısı Fr, ansaptaki Froude Saısı Fr olup, aralarındaki bağıntı, Fr 8Fr 'dır. [( 8Fr ) ] Fr 'i Fr 'in fonksionu olarak çiziniz ve hidrolik sıçraanın ansabındaki akıın nehir rejiinde olduğunu gösteriniz.

9 A A A A Fr / / / / / ( g ) ( g) ( g) 8 8Fr 8Fr Fr 8Fr 8Fr Fr Fr Fr Hidrolik sıçraanın olası için Fr > olalıdır. Fr > olası halinde Fr < olduğu grafikten görülektedir. Dolaısıla kesitindeki akı nehir rejiindedir. Fr Fr.).6 genişliğinde dikdörtgen kesitli kanaldaki akıın debisi.8 /sn'dir. Hidrolik sıçraanın ansabındaki su derinliği.76 olduğuna göre; a) Hidrolik sıçraanın ebasındaki su derinliğini b) Meba ve ansap Froude saılarını c) Hidrolik sıçraadaki ük kabını hesaplaınız.

10 .76.8 a).64 / s Fr Fr (.6.76) Fr. 8Fr Fr Fr Fr /s B / 9.8 b) Fr 8.5 Fr. ( ).46 / c) hl h.6 L.) Şekilde gösterildiği gibi eterince geniş betonare kanalın eğiinin değiştiği noktada bir hidrolik sıçraa oluşaktadır. Mebadaki Froude saısı 4, derinlik.6 olduğuna göre ebadaki eği J ve ansaptaki eği J 'i bulunuz. (Akı unifor olarak kabul edilecektir ve n.). J O J O

11 / / R J n b R b >> geniş kanal kabulü ile b Fr / s 4 / /.7 (.6) J J.58. Mansapta; / s / /.594. J J.4..) Şekilde gösterildiği gibi keskin kenarlı dikdörtgen kesitli bir savaktan geniş bir kanala su akaktadır. ğer kanal tabanı /5 eğili apılırsa burada hidrolik sıçraa oluşur u? Açıklaınız. Siçraa? Unifor aki. S /5

12 C LH W W W..64 / H CW.6.75 ρw H..8 P C gbc H W / /.5 / b b.5b.5 / A b b b AR J R b >> n b / / /.5b b ( ).5 /.46.5 / s.5 Fr / Fr > olduğundan hidrolik sıçraa oluşabilir. s.) Dikdörtgen kesitli kanaldaki akıın hızı 6 /sn'dir. Kanal sonundaki kapak aniden kapatıldığında oluşacak dalga (hareketli hidrolik sıçraa) ebaa doğru C /sn hızla ilerleektedir. Dalganın önündeki ve arkasındaki su derinliğini hesaplaınız. (Proble sabit duran gözleci için kararsız akı problei olup, dalga ile anı hızla sola hareket eden gözleci için kararlı hidrolik sıçraa olarak görülür.) C Gözleci /s hızla sola doğru ilerlediğinde;

13 6 8 / s / s A A 8Fr 4 Fr g ) Şekildeki kapağın altından 8. genişliğindeki betonare kanala su akaktadır. Debii hesaplaınız. ğer kanal eğii.5/ ise kapağın ansabındaki su derinliği artar ı?, azalır ı? (C c /a.65 C d.55 n.) (FoFM.7R) a.6 b*c *a g d 8,*.55*.6 *9.8* 47. / s.65*.6.4 A.4*8. 7. P * / / 47. /.*.8 *J *7. J. ünifor akı için gerekli eği Asıl eği J.5 akı hızlanacak ve derinlik azalacak.. R A / P 7./9..8.5) genişliğinde dikdörtgen kesitli bir kanala şekilde görülen savak erleştiriliştir. Savağın üzerinden geçen akıın debisi 6 /sn'dir. Kanal taban eğii.86, anning pürüzlülük katsaısı n.4 ve savağın ta ebasındaki su derinliği 4.55 olduğuna göre, a) Su derinliğinin ünifor akı derinliğine % kadar (.99) ulaştığı esafei belirleiniz. (Bakheteff etodunu kullanınız.)

14 b) Hesap adıı aralıklarını. 5 alarak su üzü profilini çiziniz. (Direk adı etodunu kullanınız.) c) Su üzü profilinin tipini belirleiniz L { } a) L x x ( η η ) ( β) B( η ) B( η ) CjB β, gp j η, η, η Ünifor akı derinliği hesabı; A*R *J n / / / / Denee anıla ile.8 q 6.4 g *9.8 kr > kr akı nehir rejiinde A.8*7.96 P *.88.6 R A /P 7.96/8.6.5 /6 /6 R.5 C 8.5 n *.86* β * η.464 η..8.8 Dikdörtgen kesitte N, B( η ).7 B( η ).4 / sn.8 x x ).86 {( ) ( )( }

15 J^/(C J(w/( () A() P() R() C^ (/s) ^/g () Jo-J x x ^*R) C^)*R) 4,55 54,6,,59 76,8,7 4,8,94-4 4,5 48,6,,4 685,59,4 4,9 4,5-4,55 4,6 9,, 6666,96,447,997 5,9-4, 7, 8,,5 648,8,58,69 8,6-4,5-4 4,98-4 7,5-4 5,-4 -,4-86,,6-4 -,95-8,,5-4 -,7-74,, 84, 95, 499,4 b).8 6 Y.78/sn A *.8 J kr.4 J.86 J kr >J Küçük eğili M tipi J > ve > > kr M tipi su üzü profili.6) Aşağıdaki akış ollarında oluşacak akılara ait su üzü profillerini şekillerin üzerine çizerek profil tiplerinin adlarını azınız.

16 .7) Şekilde görülen düşe kapağın heen ansabında su derinliği., hız 4 /sn dir. Kanal dikdörtgen kesitli ve genişliği 'dir. Bu kanal için Chez katsaısı C6 //sn ve taban eğii /'dür. Ünifor akı derinliği.8 olduğuna göre ve tedrici değişken akı kabulü apıldığına göre derinliğin. ve. olduğu kesitlere olan esafeleri belirleiniz. (Sonlu farklar aklaşıın kullanınız.) x i x i, B i i J J e J, 4/s C 6//s,8 4,8.9,8 4 *, *, /s kr, x A, *, P*,,6 RA/P,875

17 4,,6 g 9,6 4 J,7 6,875, A, P,6 R,94, *,,87 /sn,87,,74 9,6,87 J,7 6,94,74,6 x x,7 J,7,7 J e,, A, P,64 R,95,,,75 / s,75,,7 9,6.75 J, 6,95,7,74 x x,7 6,77 J,,7 J e kr kr,, Jkr kr,7 / sn CR,8,7 Jkr,8 6,5 A,8 P,6 R,5 kr kr kr kr J, J > J Büük eğili S tipi J > kr > > S tipi.8) Şekilde görülen dikdörtgen kesitli kanalda 5 /sn, I.9, B, anning pürüzlülük katsaısı n.4 olduğunda kanaldaki tedrici değişen akıda ve. derinlikli iki kesit arasındaki uzaklığı belirleiniz.

18 B / / 5,9.,4 /,67, 5 kr,86.9,8, x A P, 4 R,968 /6,968 / C 7,4 / s 5/,8 / sn,4,8,,4 9,6,8 J,89 7,4.,968, A P, R,9 /6,96 / C 7, / sn 5/,7 / sn,4,7,,6 9,6,7 J,6 7,.,9,6,4 x 464,89,6,9, A P R,8 /6,8 / C 69,9 /s 5/,5/s,4

19 ,5,,9 9,6,5 J,56 69,9.,8,9,6 x ,65,56,6,9 x x 95,65

Benzer belgeler

τ s =0.76 ρghj o τ cs = τ cb { 1 Sin

τ s =0.76 ρghj o τ cs = τ cb { 1 Sin : Taban eğimi J o =0.000 olan trapez kesitli bir sulama kanalı ince çakıl bir zemine sahip olup, bu malzeme için kritik kama gerilmesi τ cb =3.9 N/m dir. Bu kanaldan 35 m 3 /s lik debi iletilmesi halinde