AÇIK KANAL AKIMLARINDA HIZ DAĞILIMININ ENTROPY YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ. Mehmet Ardıçlıoğlu. Ali İhsan Şentürk. Galip Seçkin



Benzer belgeler
Özel Laboratuvar Deney Föyü

Açık Kanal Savak Akımlarında Debinin Farklı Yöntemler ile Belirlenmesi

BÖLÜM 7 BORULARDA GERÇEK AKIM

ÜNİFORM DAİRESEL KESİTLİ BORU AKIŞLARINDA KİNETİK ENERJİ VE MOMENTUM DÜZELTME FAKTÖRLERİNİN DEĞİŞİMİ

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

AÇIK KANAL AKIMINDA PÜRÜZLÜLÜK ÜZERİNDE TÜRBÜLANS BÜYÜKLÜKLERİ

VENTURİMETRE DENEYİ 1. GİRİŞ

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

Hava Kirleticilerin Atmosferde Dağılımı ve Hava Kalitesi Modellemesi P R O F. D R. A B D U R R A H M A N B A Y R A M

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

Bileşik Kesitlerde Enerji ve Momentum Düzeltme Katsayılarının Deneysel İrdelenmesi 1

Açık Kanallarda Debi Ölçümü. Hazırlayan: Onur Dündar

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

4.Sıkıştırılamayan Akışkanlarda Sürtünme Kayıpları

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

Surface Processes and Landforms (12.163/12.463) Fall K. Whipple

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

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

Müh. Fak., Çevre Müh. Böl.

Akım Gözlem İstasyonlarında Yatak Sürtünme Katsayısı ve Eğiminin Sayısal Yöntemle Bulunması *

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB-305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I

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

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

Pürüzlü Cidar

713 SU TEMİNİ VE ÇEVRE ÖDEV #1

GENİŞ BAŞLIKLI SAVAK ETRAFINDAKİ AKIMIN İNCELENMESİ

AKIġKAN BORUSU ve VANTĠLATÖR DENEYĠ

Suyun bir yerden bir başka yere iletilmesi su mühendisliğinin ana ilgi konusunu oluşturur. İki temel iletim biçimi vardır:

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

BÖLÜM 10 BORULAR İÇERİSİNDE AKIM. Hidrolik - ITU, Ercan Kahya

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

900*9.81*0.025* Watt 0.70

AÇIK KANAL AKIMI. Hopa Yukarı Sundura Deresi-ARTVİN

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ II FİNAL SINAVI Numara: Adı Soyadı: SORULAR-CEVAPLAR

Akışkanların Dinamiği

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

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

3. AKIŞKANLARIN KĐNEMATĐĞĐ. Kinematik: Akışkan hareketini kuvvetleri göz önüne almadan yerdeğiştirmeler, hızlar ve ivmeler cinsinden ifade eder.

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

Uluslararası Yavuz Tüneli

KIZILIRMAK NEHRİ TAŞKIN RİSK HARİTALARI VE ÇORUM-OBRUK BARAJI MANSABI KIZILIRMAK YATAK TANZİMİ

508 HİDROLOJİ ÖDEV #1

Yatay bir dairesel silindir etrafındaki akımda maksimum hızın yapay sinir ağları ile tahmini

Bölüm 8: Borularda sürtünmeli Akış

ÇEV-220 Hidrolik. Çukurova Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Yrd. Doç. Dr. Demet KALAT

AKIŞ REJİMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI KRİTİK DERİNLİK KAVRAMI

HİDROLİK SİSTEMLERDE MODERN ÖLÇME YÖNTEMLERİ

1. BÖLÜM VEKTÖRLER 1

ÇEV314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon. KanalizasyonŞebekelerinde Hidrolik Hesaplar

KATI MADDELERİN KRİTİK HAREKET HIZLARINA DANE YAYVANLIĞININ ETKİSİ

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

VENTURİ, ORİFİS VE ROTAMETRE İLE DEBİ ÖLÇÜMÜ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Karma ve Bileşik Kesitler

ZEMİNLERİN GEÇİRİMLİLİĞİ YRD. DOÇ. DR. TAYLAN SANÇAR

Bileşik kirişlerde kesme akımının belirlenmesi İnce cidarlı kirişlerde kesme akımının belirlenmesi

3. AKIŞKANLARDA FAZ DEĞİŞİKLİĞİ OLMADAN ISI TRANSFERİ

Akışkanlar Mühendisliği 1. Giriş ve genel bilgiler. İçerik: Jet Motoru

HİDROLİK MAKİNALAR YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

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

Makina Mühendisliği Bölümü Makine Laboratuarı

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK490 Makine Laboratuarı Dersi Akışkanlar Mekaniği Deneyi

Akarsular hidrolojik çevrimin en önemli elemanlarıdır. Su yapılarının projelendirilmesi ve işletilmesinde su miktarının bilinmesi gerekir.

İ çindekiler. xvii GİRİŞ 1 TEMEL AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ BERNOULLİ DENKLEMİ 68 AKIŞKANLAR STATİĞİ 32. xvii

ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ

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

YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM

KAYIT FORMU TEL : 0 (354) FAKS :. 0 (354) E-MAİL 1 : zbabayev@erciyes.edu.tr E-MAİL 2 :...

Akışkanların Dinamiği

BÖLÜM 5: MATEMATİKSEL KARTOGRAFYA HARİTA PROJEKSİYONLARI KURAMI

Kumlu şevlere oturan şerit temellerin analizi

AKIŞ ÖLÇME EĞİTİM SETİ DENEY FÖYÜ

BORULARDA BASINÇ KAYBI VE SÜRTÜNME DENEYİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAYMA GERİLMESİ (ENİNE KESME)

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

RÜZGÂR TÜRBİNLERİNDE MİL MOMENTİ VE GÜÇ

BÖLÜM 9 AÇIK KANAL AKIMLARI

Kirişlerde Kesme (Transverse Shear)

SORU 6: Su yapılarının tasarımında katı madde hareketinin (aşınma, oyulma, yığılma vb. olayları) incelenmesi neden önemlidir, açıklayınız (4 puan).

UVP ALGILAYICILARI KULLANILARAK SU ALTI BORUSU ALTINDAKİ OYULMALARIN ZAMANLA DEĞİŞİMLERİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

AKARSULARDA AKIM ÖZELLİKLERİNİN ENTROPİ YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ DOKTORA TEZİ. Onur GENÇ. İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı

PÜRÜZLÜ AÇIK KANAL AKIMLARINDA DEBİ HESABI İÇİN ENTROPY YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

SABİT KAYNAKLARDAN YAYINLANAN HAVA KİRLETİCİLERİN DAĞILIMLARININ MODELLENMESİ

Ürkmez Barajı Çarpıtılmış Modelinde Ani Göçme Sonucu Oluşan Taşkın Dalgalarının Deneysel Araştırılması

ÖRNEK PROJENİN HİDROLİK HESAPLARI: HİDROLİK BOYUTLANDIRMAYA ESAS KAPASİTE DEĞERLERİ. DİZAYN KAPASİTESİ m 3 /gün. Havalandırma ,492 -

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

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

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

tmmob makina mühendisleri odası uygulamalı eğitim merkezi Pompa Eğitim Ünitesi Yavuz TÜTÜNOĞLU Makina Mühendisi Enerji Yöneticisi EEP Eğitmeni

genel denklemin elde edilebilir. Şekil 1' den, M=P.V yazılabilir. Böylece elastik eğri denklemi

AKIġKANLAR MEKANĠĞĠ LABORATUARI 1

Transkript:

AÇIK KANAL AKILARINDA HIZ DAĞILIININ ENTROPY YÖNTEİ İLE İNCELENESİ ehmet Ardıçlıoğl Yard. Doç. Dr., Erciyes Üniv. ühendislik Fak. İnşaat üh. Böl. Kayseri, Tel: 352 4378, Fax: 9 352 4375784 E-mail: mardic@erciyes.ed.tr Ali İhsan Şentürk Yüksek lisans Öğrencisi, Erciyes Üniv. Fen Bilim. Enst. İnşaat A.B.D. Kayseri, E-mail: alihsans@yahoo.com Galip Seçkin Yard. Doç. Dr., Çkrova Üniv. ühendislik-imarlık Fak. Çevre üh. Böl. Adana, Tel: (322) 338684, Fax: (322) 3386126, E-mail: gseckin@c.ed.tr Giriş Açık kanal akımlarında enkesit boynca hız dağılımının bilinmesi kanalların boytlandırılması ve akımın özelliklerinin belirlenmesi bakımından önemlidir. Enkesit üzerinde kayma gerilmesinin belirlenmesi, enerji kayıplarının, sediment taşınımının ve türbülans yapısının incelenmesi hız dağılımının tanımlanmasını zornl kılar. Açık kanal hidroliğinde bir kesitteki ortalama hızın için bir çok ampirik formül geliştirilmiştir. anning denklemi bnlardan en yaygın kllanılanı olp b ifadedeki parametrelerin tahmini farklı akım şartlarında oldkça zor ve değişkendir. Açık kanal akımlarında derinlik boynca hız dağılımlarının belirlenmesinde kllanılan law of the wall ve velocity defect distribtion gibi yarı ampirik ifadelerdeki sabitlerin farklı akım şartlarında belirlenmesi gerekmektedir. B çalışmada parametre tahmin yöntemini içeren Chi tarafından geliştirilen Entropy yönteminin açık kanalda ölçülmüş hız değerlerine ygnlğ incelenmiştir. B satla Erciyes Üniversitesi İnşaat ühendisliği Bölümü Hidrolik laboratarında blnan açık kanal modelinde 17 farklı akım drm ele alınmıştır. Pürüzsüz akım şartlarında kanal orta kesitinden itibaren dvara doğr 7 farklı düşeyde elde edilen hız dağılımlarının Chi tarafından verilen dağılıma ygnlğ incelenmiştir. 1

Çalışma Yöntemi Türbülanslı akımların hız dağılımını veren ifadelerin belirlenmesi Prandtl ve von Karman ın bor akımları üzerindeki araştırmaları ile yoğnlk kazanmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda katı sınıra yakın, viskoz alt tabakada hız dağılımının lineer oldğ, sınırdan zaklaştıkça türbülans etkisinin artmasıyla düşey hız profillerinin velocity defect law, law of the wall ve üstel dağılımlar ile temsil edilebileceği belirtilmiştir. B dağılımlardaki deneysel sabitler için çeşitli değerler önerilmiştir [1]. Chi ve Said [2] açık kanal akımlarında bir kesitteki ortalama hız ile b kesitte ölçülen simm hız oranının sabit oldğn, debi ve yükseklikle değişmediğini belirlemiştir. Bor ve açık kanal akımları için b ilişkiyi aşağıdaki gibi göstermişlerdir. e = φ = e 1 1 (1) Brada =boytsz entropy parametresi olp kanal kesiti için bir çok özelliğin belirlenmesinde kllanılabileceğini bildirmişlerdir. Chi [3] açık kanaldaki hız dağılımını entropy parametresine bağlı olarak (2) ifadesinde vermiştir. = ln 1 + ( e 1) (2) brada =hız; =kanal enkesitindeki simm hız; =hızın oldğ eş hız eğrisine ait sabit; = ın olştğ konm, nin simm değeridir. Chi ve Tng [4], (2) ifadesindeki / oranını, simm hızın olşma yerine göre 3 farklı şekilde tanımlamıştır. 1. drm olan simm hızın s yüzünden h mesafesi kadar altında olması hali yani d/dz< olması drmnda ; max z z = exp 1 H h H h olarak alınabileceğini bildirmişlerdir. Brada H=s yüksekliği, h=dalma derinliği; z = hızının olştğ derinliktir. 2. drmda ise simm hız s yüzünde olabileceği (h=) ve b drm içinde (4) ifadesinin kllanılabileceğini bildirmişlerdir. max z z = exp 1 H H 2 (3) (4)

3. drm olarak ta simm hızın s yüzünde olması halinde d/dz> ve h< olacaktır. B drmda (2) ifadesindeki / aşağıdaki gibi alınabileceğini bildirmişlerdir. max = z H (5) B çalışmada Erciyes Üniversitesi, ühendislik Fakültesi, Hidrolik laboratarında blnan açık kanal modelinde yapılan hız ölçümleri, Entropy yöntemi ile incelenmiştir. B amaçla 17 farklı akım drmnda, kanal üzerinde sınır tabakasının geliştiği 6. m de kanal orta kesitinden başlayarak dvara kadar 7 farklı düşeyde hız ölçümleri yapılmıştır. Her bir akım drmnda ölçüm alınan kesit için ve değerleri belirlenerek kesit için parametresi hesaplanmıştır. Ölçümlerin yapıldığı kesit için belirlenen Entropy parametresi kllanılarak (2) ifadesinde verilen hız dağılımının ölçüm datalarına ygnlğ incelenmiştir. Blglar Deneyler Erciyes Üniversitesi İnşaat ühendisliği Bölümü Hidrolik Laboratarında blnan tabanı ve yan dvarları camdan.6x.6x9.5 m boytl kanal da yapılmıştır. Kanaldaki akımın debisi kanala s veren sabit seviyeli haznenin girişindeki borya yerleştirilen Altosonic UL 6R tipi debi ölçer yardımı ile belirlenmiştir. Akım hızları kanal üzerinde 3 doğrltda hareket edebilen sehpaya yerleştirilen Streamflo Velocity eter 4 tipi Low Speed Propeller Probe ile ölçülmüştür. Kırkgöz ve Ardıçlıoğl [1] tarafından belirlenen sınır tabakasının gelişmiş oldğ bölge olan 6. m de kanal orta kesitinden başlayarak (y=) dvara doğr 5 er cm arayla 7 farklı düşeyde enkesit ölçümleri yapılmıştır. Hız ölçümleri derinlik boynca kanal tabanına yaklaşılan en yakın mesafe olan.75 cm den başlayarak her 1 cm de s yüzüne kadar alınmıştır. Hız ölçümleri kesit oranının 2.8 B/H 17., Reynolds sayısının 22825 Re 18897 ve Frode sayısının. Fr 1.23 aralığında 17 farklı akım drmnda yapılmıştır. Ele alınan akım şartlarında kesit ortalama hızı ölçülen noktasal hızların integrasyon ile belirlenmiştir. Her bir akım drmnda belirlenerek - arasındaki ilişki yardımıyla söz kons kesite ait Entropy parametresi (1) ifadesi kllanılarak =5.25 olarak hesaplanmıştır. Şekil 1 de - arasındaki ilişki gösterilmiştir. Hesaplanan parametresi kllanılarak Chi [3] tarafından verilen (2) ifadesinin 17 farklı akım drmnda hız dağılımına ygnlğ incelenmiştir. 3

Yapılan ölçümlerden elde edilen dağılımlarda simm hızın olşma yerine göre / oranları için (3), (4) ve (5) eşitlikleri kllanılmıştır. Şekil 2-a da görüleceği üzere B/H 5. olan akım drmlarında enkesit boynca tüm düşeylerde yapılan ölçümler Entropy yöntemi ile oldkça iyi bir ym göstermektedir. Kesit oranının B/H<5. olması drmnda kanal orta kesitinde ve dvarlara doğr ölçüm alınan tüm düşeylerde s yüzüne yakın bölgede ölçülen hız dağılımındaki dalmaları, (2) ifadesinin iyi temsil edemediği belirlenmiştir Şekil 2-b. 1.2 1. V (m/s).8.6.4 =5.25.2...2.4.6.8 1. Vort (m/s) Şekil 1 - arasındaki ilişki 8 y=, Ölçüm Ölçüm 1, B/H=6.2 8 Ölçüm1, B/H=6.2 y=27 cm, Ölçüm 6 4 6 4 2 2.2.4.6.8.1.12.14 (m/sn) (a).2.4.6.8.1 (m/sn) H (mm) 225 2 175 15 125 75 5 25 Ölçüm 6, B/H=2.8 y=, Ölçüm.5.1.15.2.25.3.35 (m/s) (b) 225 2 175 15 125 75 5 25 y=27 cm, Ölçüm Ölçüm 6, B/H=2.8.5.1.15.2.25.3.35 (m/s) Şekil 2 Ölçülmüş hız dağılımlarının Entropy yöntemi ile karşılaştırılması 4

Kaynaklar [1] Kırkgöz. S. and Ardıçlıoğl., Velocity profiles of developing and developed open channel flow, J. Hydr. Engrg., ASCE, 123(12) (1997) 199-115. [2] Chi C. L. and Said C. A., odeling of maximm velocity in open-channel flow, J. Hydr. Engrg. ASCE, 121(1) (1995) 26-35. [3] Chi C. L., Velocity distribtion in open channel flow, J. Hydr. Engrg., ASCE, 115(5) (1989) 576-594. [4] Chi C. L. and Tng N. C., aximm velocity and reglarities in open-channel flow, J. Hydr. Engrg. ASCE, 128(4) (22) 39-398. 5