Karma ve Bileşik Kesitler

Transkript

1 Karma ve Bileşik Kesitler Karma Kesit: Islak çevresi bounca farklı pürüzlülüklerden oluşan kanal kesitine karma kesit denir. Bu kesitler için eşdeğer Manning pürüzlülük katsaısı tanımlanır. n eq n i P i P i n, P n i, P i Q n eq R /3 S 0

2 Bileşik kanal Bileşik kanal kesit alanı birçok farklı alt kesitten oluşan kanala denir. 3 i /3 Q Qi Ri S0 n i

3 Bileşik kanal

4 Bileşik kanallarda debi hesabı Debi hesabında dike birleşim erlerinden şekildeki gibi kanal 3 alt kesite bölünür Manning denklemini kullanarak her bir alt kesit için arı arı debi hesaplanır. Islak çevre hesabında su-su etkileşim üzeleri hesaba katılmaz. II n m m I n III n 3 i i Q i So, ni Pi Q total 3 i Q i /3 i,,3

5 ÖZGÜL ENERJİ Özgül Enerji, E, herhangi bir kanal kesitinde, kanal tabanına göre ölçülen, birim ağırlık başına düşen enerjidir. Enerji çizgisi E V Q g g Referans

6 Özgül Enerji Eğrisi V /g B E V Q g g 45 o C c r = V /g V /g P P Verilen bir debi, Q, için, E = E(). E - çizimi Özgül Enerji Eğrisini verir. E E=E

7 ÖZGÜL ENERJİ EĞRİSİNİN ÖZELLİKLERİ Eğrinin asimptotu vardır: E = ve = 0 çizgileri. B Eğrinin kolu vardır: C ve BC. P C kolu 0 olduğunda ata eksene aklaşır. BC kolu olduğunda E = c C E min P çizgisine aklaşır. Eğri üstünde debi, Q sabittir. Eğrinin üzerinde herhangi bir P noktasında ordinat derinliği ve apsis özgül enerjii gösterir.

8 ÖZGÜL ENERJİ EĞRİSİNİN ÖZELLİKLERİ Tanımlanan bir özgül enerji, E, için olası akım derinliği vardır (P ve P noktaları). Bunlardan kritiküstü akım derinliğini, ise kritikaltı akım derinliğini gösterir Bu c C E min P P B derinliklere alternatif derinlikler denir. C noktasında özgül enerji minimumdur. Minimum özgül enerji, akımın kritik akım olduğu duruma karşılık gelir, r =. Kritik akım durumunda, iki alternatif derinlik bir derinlik haline gelir ve kritik derinlik, c olarak adlandırılır. Eğer < c, V>V c r> C kolu kritiküstü akıma karşı gelir. Eğer >c, V <V c r< BC kolu kritikaltı akıma karşılık gelir.

9 ÖZGÜL ENERJİ EĞRİSİNİN ÖZELLİKLERİ Debi, Q, arttıkça eğriler sağa doğru hareket eder. Q C > Q B > Q Q C Q B Q

10 Kritik kım Verilen bir debi, Q için; E V Q g g 4 3 de d Q g 3 Q T g 3 0, d d r 0 d d T c de d 0 r V gd ( Q / ) g Q T 3 / T g 0 0 E=E min 3 4 E =f() T d P d=t*d

11 Kritik kımın Özellikleri Rasgele bir kesit için: Dikdörtgen kesit için: c c r T g Q 3 c c c c c D E D g V Verilen debi, Q için, E = E min Verilen özgül enerji, E 0 için, Q=Q maks 3 3 g q g q c c r c c c c E g V 3 Verilen birim debi, q için, E = E min Verilen özgül enerji, E 0 için, q=q max

12 Koch Parabolü Verilen özgül enerji, E için, Q [ g ( E )] Q = Q() [q=q() dikdörtgen kesit ] Q - [q - ] çizimi Koch Parabolünü verir. / E 0 r < E 0 r < c c r = c c r = r > r > Q = Q max Q q = q max Rasgele bir kesit Dikdörtgen kesit : q

13 KNL GEÇİŞLERİ ) Basamak (Sabit genişlik) : ) Kritikaltı akım: E E z

14 KNL GEÇİŞLERİ ) Basamak (Sabit genişlik) : ) Kritiküstü akım: E E z

15 KNL GEÇİŞLERİ B) Düşü (Sabit genişlik): ) Kritikaltı akım: E E z

16 KNL GEÇİŞLERİ B) Düşü (Sabit genişlik):: ) Kritiküstü akım: E E z

17 KNL GEÇİŞLERİ C) Kanal Genişlemesi (Sabit kanal taban üksekliği): E = E

18 KNL GEÇİŞLERİ D) Kanal Daralması (Sabit kanal taban üksekliği): E = E

19 BOĞULM Basamak

20 BOĞULM- Daralma eğer

21 Özgül Kuvvet p () v H f p ğırlık merkezi x () Momentum Denklemi (x-önünde):: p p QV QV f H Pressure orce Basınç Kuvveti p γ assuming eğer f H 0 γ γ γ ρq Q ρqv γ ρqv ρq Q Q g Q g Specific orce Özgül Kuvvet

22 Özgül Kuvvet Herhangi bir kanal kesiti için hesaplanan özgül kuvvet: Q g Burada Kritik derinlikte: d d 0, d d kanal kesitinin ağırlık merkezinin derinliği. T r Q T, 3 g

23 Özgül Kuvvet Verilen bir debi, Q, için, = () - çizimi özgül kuvvet eğrisini verir Q g conjugate eşlenik derinlik depths

24 ÖZGÜL KUVVET EĞRİSİNİN ÖZELLİKLERİ Eğrinin kolu vardır: C ve BC. kım kritik olduğunda özgül kuvvet minimum olur. C kolu kritiküstü akıma karşılık gelir BC kolu kritikaltı akıma karşılık gelir. Tanımlanan ve Q için, ve derinliklerile gösterilen farklı akım tipi oluşmaktadır. Bu derinliklere eşlenik derinlik denir ve bu derinlikler kritiküstü ve kritikaltı akımlara karşılık gelir.

25 ÖZGÜL KUVVET EĞRİSİNİN ÖZELLİKLERİ Dikdörtgen kesitli kanallarda, özgül kuvvet, birim kanal genişliği için azılır: b q g

26 Hidrolik Sıçrama Hidrolik sıçrama hızlı değişen bir akımdır. Burada akım aniden kritiküstü durumdan kritikaltı duruma, önemli bir türbülans ve enerji kabı eşliğinde geçiş apar. V h V g g r > r < () () Q g Q g E E h

27 g Q g Q 8 r 3 4 ) ( h Hidrolik Sıçrama Dikdörtgen kesitli kanallar için: = eşitliğinden

28 HİDROLİK SIÇRMNIN PRTİK UYGULMLRI Enerjii kırmak için Su seviesini ükseltmek için prondaki ağırlığı artırmak için Su arıtma için kullanılan kimasalları karıştırmak için Suu havalandırmak için

29 HİDROLİK SIÇRM ÇEŞİTLERİ Dalgalı sıçrama Zaıf sıçrama Salınımlı sıçrama Daimi sıçrama Kuvvetli sıçrama

30 E- ve - Eğrilerinin Kullanımları: Örnekler ) HİDROLİK SIÇRM: e.g.l. c E E E =

31 E- ve - Eğrilerinin Kullanımları: Örnekler ) SVK KPĞI: e.g.l. b c E =E E b /γ

32 E- ve - Eğrilerinin Kullanımları: Örnekler 3) BLOK YRDIMIYL OLUŞN HİDROLİK SIÇRM: e.g.l. b c E E E b /γ