ÜÇGEN VEYA TRAPEZ KESİTLİ AÇIK KANAL AKIMINDA ALTERNATİF DERİNLİĞİN BULUNMASI

Benzer belgeler
Bir kanalın herhangi bir kesitinde birim ağırlıktaki akışkanın kanal tabanına göre ölçülen enerjisidir.

YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 8 SERBEST YÜZEYLİ AKIMLAR

τ s =0.76 ρghj o τ cs = τ cb { 1 Sin

AKIŞ REJİMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI KRİTİK DERİNLİK KAVRAMI

Ercan Kahya. Hidrolik. B.M. Sümer, İ.Ünsal, M. Bayazıt, Birsen Yayınevi, 2007, İstanbul

Io 2 = Io 1 =0.0016

Bernoulli Denklemi, Basınç ve Hız Yükleri Borularda Piezometre ve Enerji Yükleri Venturi Deney Sistemi

Bahar. Su Yapıları II Dolusavaklar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1

Bölüm 13 AÇIK KANAL AKIŞI

900*9.81*0.025* Watt 0.70

Akarsu Geçişleri Akarsu Geçişleri

Selçuk Üniversitesi. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi. Kimya Mühendisliği Bölümü. Kimya Mühendisliği Laboratuvarı. Venturimetre Deney Föyü

AÇIK KANAL AKIMI. Hopa Yukarı Sundura Deresi-ARTVİN

SAYISAL ÇÖZÜMLEME Yrd. Doç. Dr. Adnan SONDAŞ Sayısal Çözümleme

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

HİDROLİK KARARLI UNİFORM OLMAYAN AÇIK KANAL HİDROLİĞİ PROBLEMLER 3

Açık Drenaj Kanallarının Boyutlandırılması. Prof. Dr. Ahmet ÖZTÜRK

DİFERANSİYEL DENKLEMLER-2

BÖLÜM 9 AÇIK KANAL AKIMLARI

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

Akışkanların Dinamiği

Karma ve Bileşik Kesitler

DÜZENLİ AKIMLARDA ENERJİ DENKLEMİ VE UYGULAMALARI

Şekilde görülen integralin hesaplanmasında, fonksiyonun her verilen bir noktası için kümülatif alan hesabı yapılır.

SAYISAL ANALİZ. Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ. Sayısal Analiz. Doç.Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ÖLÇME VE DEVRE LABORATUVARI DENEY 2

AÇIK KANALLARDA DEBİ VE EŞİK YÜKSEKLİĞİ DEĞİŞİMİNİN SU YÜZEYİ PROFİLLERİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Açık Kanallar SERBEST YÜZEYLİ AKIMLAR (AÇIK KANAL AKIMLARI) PDF created with FinePrint pdffactory trial version

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

Gerçek Akışkanların Bir Boyutlu Akımları

Yrd. Doç. Dr. A. Burak İNNER

Bahar. Derivasyon Tünel (ler) i. Baraj. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 3.

1. Hafta SAYISAL ANALİZE GİRİŞ

Sayısal Yöntemler (MFGE 301) Ders Detayları

HEC-RAS Paket Programı İle Manavgat İlçesi Ilıca Deresi Taşkın Bölgesinin Modellenmesi

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

Hidrolik Mühendisliği (CE 310) Ders Detayları

4. HAFTA BLM323 SAYISAL ANALİZ. Okt. Yasin ORTAKCI.

Bahar. Su Yapıları II Hava Payı. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I BERNOLLİ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ISSN : memiroglu@firat.edu.tr Elazig-Turkey

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Bahar. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL. Yrd. Doç. Dr. Burhan ÜNAL Bozok Üniversitesi n aat Mühendisli i Bölümü 1.

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

Bölüm 4 Zamana Bağlı Isı İletimi

DENKLEMLER CAUCHY-EULER DENKLEMİ. a n x n dn y dx n + a n 1x n 1 dn 1 y

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

YEREL KAYIPLAR. Borudaki yerel fiziki şekil değişimleri akımın yapısını mansaba doğru uzunca bir mesafe etkileyebilir.

BÖLÜM 9 AÇIK KANAL AKIMLARI

Bileşik Kesitlerde Enerji ve Momentum Düzeltme Katsayılarının Deneysel İrdelenmesi 1

Açık Kanallarda Debi Ölçümü. Hazırlayan: Onur Dündar

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

EŞİKLİ VE EŞİKSİZ BASAMAKLI TİP DOLUSAVAKLARIN ENERJİ SÖNÜMLENMESİ AÇISINDAN KARŞILAŞTIRILMASI

EEM211 ELEKTRİK DEVRELERİ-I

Alınan Puan NOT: Yalnızca 5 soru çözünüz, çözmediğiniz soruyu X ile işaretleyiniz. Sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR ve ÇÖZÜMLER

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Akışkanların Dinamiği

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. BÖLÜM 7. Adi Diferansiyel Denklemlerin Sayısal Çözümü

SONU EŞİKLİ KASKATLARDA AKIM TİPLERİ VE HAVALANMAYAN BÖLGE KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

İdeal Akışkanların 2 ve 3 Boyutlu Akımları

HOMOGEN OLMAYAN DENKLEMLER

ANOVA MÜHENDİSLİK LTD. ŞTİ.

Dik koordinat sisteminde yatay eksen x ekseni (apsis ekseni), düşey eksen ise y ekseni (ordinat ekseni) dir.

GÜZ DÖNEMİ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ ÇÖZÜMLÜ SORULARI Bölüm 8 (Borularda Akış) Prof. Dr. Tahsin Engin

VANTİLATÖR DENEYİ. Pitot tüpü ile hız ve debi ölçümü; Vantilatör karakteristiklerinin devir sayısına göre değişimlerinin belirlenmesi

İleri Diferansiyel Denklemler

Şekil 7.1 Bir tankta sıvı birikimi

Mühendislikte Sayısal Çözüm Yöntemleri NÜMERİK ANALİZ. Prof. Dr. İbrahim UZUN

4. BÖLÜM DOĞRUSAL DENKLEM SİSTEMLERİ

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

İletkenlik, maddenin elektrik akımını iletebilmesinin ölçüsüdür.

a) x +3 = 8 b) x -4 = -2 c) x -7 = 4 d) x +5 = 6 e) x +8 = 2 f) x -1= -8 x +3 = 5 denkleminin çözümünü bulunuz.

Mesleki Terminoloji. Sayısal Analiz DERSİ VEREN: ARŞ. GRV. DR. GÖKSEL BİRİCİK MEHMET EMRE ÖNDER DOĞAÇ CEM İŞOĞLU

DENGELEME HESABI-I DERS NOTLARI

δ / = P L A E = [+35 kn](0.75 m)(10 ) = mm Sonuç pozitif olduğundan çubuk uzayacak ve A noktası yukarı doğru yer değiştirecektir.

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 6 Çözümler

ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ ÖDEV-2

x 1,x 2,,x n ler bilinmeyenler olmak üzere, doğrusal denklemlerin oluşturduğu;



KATI MADDELERİN KRİTİK HAREKET HIZLARINA DANE YAYVANLIĞININ ETKİSİ

3.4. ÇEVRE AKIMLAR YÖNTEMİ

BELĐRLĐ BĐR SIKMA KUVVETĐ ETKĐSĐNDE BĐSĐKLET FREN KOLU KUVVET ANALĐZĐNĐN YAPILMASI

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

5. Boyut Analizi. 3) Bir deneysel tasarımda değişken sayısının azaltılması 4) Model tasarım prensiplerini belirlemek

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

ÇEV314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon. KanalizasyonŞebekelerinde Hidrolik Hesaplar

Nedim Tutkun, PhD, MIEEE Düzce Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Konuralp Düzce

ÇÖZÜMLER ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) İnşaat Mühendisliği Bölümü Uygulama VII

Katı, Sıvı ve Gazların Basıncı. Test 1 in Çözümleri. 2 numaralı cismin basıncı; = S

BÖLÜNMÜŞ FARKLAR (DİVİDED DİFFERENCES)

Transkript:

ÜÇGN VYA TRAPZ KSİTLİ AÇIK KANAL AKIMINDA ALTRNATİF DRİNLİĞİN BULUNMASI Yrd. Doç. Dr. Fiet KOCABAŞ rciyes Üni. Yozgat Mü. Mim. Fakültesi, İnşaat Mü. Bölümü, 6600, Yozgat 03 0 0 /3 fkocabas@erciyes.edu.tr Şain ÜLKR İnşaat Müendisi sainulker@yaoo.com ÖZT Bu çalışmada üçgen kesitli ve trapez kesitli açık kanal akımında alternatif derinliğin bulunması araştırıldı. Memba kesitindeki akımın neir rejiminde olup düzensizlik sonucu sel rejimine geçmesi durumumda enerji denkleminin kullanılmasıyla istenilen derinliğin esabında analitik olarak çözümüne ulaşılamayan beşinci derece bir polinom elde edilir. Bu durumda en sık kullanılan metod deneme-yanılma metodu dur. Bu çalışma ile deneme-yanılma metodunda uygulanması gerekli değerlere kısa sürede ulaşarak ızlı çözüm elde edilmesi sağlanmaktadır. Çalışmanın esası enerji denklemindeki terimlerden birinin imaliyle çözüme dayanmaktadır. nerji denklemindeki ifadelerden birinin imal edilmesiyle de deneme-yanılma uygulamasında kullanılacak olan başlangıç değeri bulunur. nerji denklemindeki ifadelerden birinin imal edilmesiyle üçgen kesit için beşinci derece polinom yerine direkt olarak, trapez kesitte ise beşinci derece polinom ikinci derece polinoma indirgenerek deneme-yanılma uygulamasında kullanılacak olan başlangıç değeri bulunur. Bulunan başlangıç değerinin imal edilmeden yerine konulması ile tearlanan işlemler sonucu doğru sonuca çok yakın değerler elde edildi. Bu şekilde çözüm sonucu elde edilen değerler Newton-Rapson metodu ile bulunan değerlerle karşılaştırıldı ve bu oranlar ile Froude sayısının değişimi grafiğe aktarıldı. Metod ile bulunan değerin Newton-Rapson ile bulunan değere oranının erangi bir Froude sayısı için sabit olduğu görüldü. GİRİŞ Neir veya kanal akımında bir düzensizlik (eğim, pürüzlülük, kesit değişimi, kapak akımı vb.) var ise rejimde değişim olabilir. Açık kanal akımında akım rejiminin değişmesi iki farklı durumu

gerektirir. Bunlardan biri akımın sel rejiminden neir rejimine geçişi, diğeri ise neir rejiminden sel rejimine geçişidir. Memba akım derinliği itik derinlikten küçük olduğunda rejim değişimine sebep olacak derinlik itik derinlikten büyük olmalıdır ve ikinci derinlik süreklilik ve momentum denklemlerinin kullanılmasıyla elde edilir. Akımda bu şekilde rejim değişimi, yani sel rejiminden neir rejimine geçiş, idrolik sıçrama olarak adlandırılır. Ancak memba kesitinde akım derinliği itik derinlikten büyük olduğunda, rejim değişimine sebep olan itik derinlikten daa küçük olan akım derinliği bilinen erangi bir denklem ile bulunamamaktadır. Neir rejiminden sel rejimine geçişte kanaldaki debiyi aynı özgül enerjiyle geçiren memba ve mansap koşullarındaki iki derinlik, alternatif derinlik olarak adlandırılır. Alternatif derinlik esabında ya memba derinliği bilinip mansap derinliği aranmakta ya da mansap derinliği bilinip memba derinliği aranmaktadır. Üçgen ya da trapez kesitli kanalda alternatif derinlik esabında karşımıza beşinci derece bir polinom çıkmasından dolayı derinliğin bulunması ile ilgili analitik çözüme ulaşılamamış olunup bilinmeyen derinliğin esaplanmasında deneme yanılma metodu uygulanır. Bu çalışma ile şev eğimi m= olan üçgen veya trapez kesitli bir kanalda alternatif derinliğin bulunmasında deneme-yanılma metodunda uygulanması gerekli değerlere kısa sürede ulaşarak ızlı çözüm elde edilmesi sağlanmakta ve memba ya da mansap şartları bilinen akım durumu için metodun uygulanmasıyla elde edilen Froude sayısına bağlı olarak derinlik değişimi grafiğinde Froude sayısından faydalanarak çözüm elde edilmektedir. ALTRNATİF DRİNLİĞİN TANIMI Aynı debi, kesit ve özgül enerji değerine saip olan sel ve neir rejimine ait iki derinlik söz konusudur ve bu derinliklere alternatif derinlik adı verilir. Akımın memba ve mansap kısımlarında enerji eşitliğinin yazılmasıyla bilinen akım şartlarından faydalanarak diğer derinlik esaplanabilir. () ve () İki kesitleri arasında enerji denklemi yazılırsa, V V + = + (). g. g Burada : memba akım derinliği; V : membadaki akım ızı; : mansap akım derinliği; V : mansap akım ızıdır. () numaralı denklemden görüldüğü üzere denklemin eşitliği için iki durum oluşur. Bunlardan biri = diğeri. İkinci durumda oluşan akım derinlikleri memba kesitinin neir rejiminde olması durumunda alternatif derinlik olarak adlandırılır. ÇÖZÜM ULAŞMA YÖNTMİ

nerji denklemi yazıldığında memba koşulları belli iken, Üçgen kesit için,. Q = iken +. m. g = ve. = Fr. yazılırsa, = + Fr. () elde edilir. Bu durumda değerini Fr. ile karşılaştırdığımızda, Fr >, olduğu zaman () numaralı denklemdeki değeri. nin yanında imal edilebilir. Bunun anlamı Fr < olduğu zaman imal edilmesi durumunda ata büyük olur. Ama Fr > iken ata değeri azalacaktır. Bu durumda, =. = (3). elde edilir. Ancak (3) numaralı denklemden elde edilen değerinin () numaralı denklemde yerine konulmasıyla derinlik ile kinetik enerji yüksekliğinin toplamı, sadece kinetik enerji yüksekliğinden büyük olacağı için bir düzeltme gerekir. Daa düşük kinetik enerji yüksekliğinin olabilmesi için değerinin (3) numaralı denklemin kullanılmasıyla bulunan değerden biraz daa büyük olması gerekir ki bu durumda aşağıdaki denklemi yazabiliriz. a =. + X () X ( numaralı denklemde derinliğinin imal edilmesi dolayısıyla oluşmuş olan atadır Trapez kesit için,

V Q = + = + () g g [( B + m ) ] yazılır. Mansap kesitinde yer alan ifadelerden akım derinliği, kinetik enerji yüksekliğinden daa küçük olduğu için için imal edilir ve Q C = olarak alınırsa, g m B + B + mc + B C = 0 0 = (6) m elde edilir. Ancak bulunan bu derinliğin denklemde yerinde konulması durumunda bu değer kinetik enerji yüksekliğini sağlayacağı için akım derinliğinin de katılması ile Mansap kesiti Özgül enerjisi memba kesitinden büyük olacaktır. Dolayısıyla bulunan bu akım derinliği, kinetik enerji yüksekliğinin biraz daa küçük olmasını gerektirir. Bu durumda yeni akım derinliği = 0 + X (7) olmalıdır. Çözüme X değerinin bulunması ile ulaşılır. Bunun için de son bulunan akım derinliği yerine konulur ve önceki adımdakine benzer işlemler tearlanır. Aynı işlemler mansaptaki özgül enerji derinliğinin bilinip memba akım derinliğinin bulunmasında da uygulanır. BULGULAR Bu çalışmada üçgen ve trapez kesitli açık kanal akımında alternatif derinliğin ne olduğu araştırıldı. Analiz sonucu bulunan değerler Newton-Rapson sayısal metodu ile bulunan değerlerle karşılaştırıldı. Ve imale dayanarak yapılan kabuller sonrası bulunan değerlerin üçgen veya trapez kesitli kanalda alternatif derinliğin esaplanması için çözümde kullanılabilir bir yaklaşım olduğu görüldü. Froude sayısına bağlı olarak akım derinlikleri oranlarının sabit olduğu ve bu yaklaşımla elde edilen değerin grafikle birlikte tam değeri sağladığı İki kesit için de elde edilen grafiklerden görüldü. KAYNAKLAR. Kocabaş F., Ülke A., Kocabaş P. Dikdörtgen Kesitli Açık Kanal Akımında Alternatif Derinliğin Bulunması Balıkesir Üniversitesi IV. Müendislik Mimarlık Sempozyumu, - 3 ylül 00, Balıkesir. Kocabaş. F. Su yapıları ders notları 3. Cow. V.T.(99) - Open Cannel Hydraulics. McGraw-Hill Company

. Capra, S.C., Canale, R.P.(98) Numerical metods for ngineers McGraw-Hill Company