AÇIK KANAL HİDROLİĞİ 4 / Su yüzü Profilleri Soru : Dikdörten kesitli kanalda Q0 m /s, B4 m, k50 dir Kanal tabanı şekilde österildiği ibi farklı taban eğimine sahiptir Kanalın üç farklı kısmındaki üniform akım derinliklerini belirleyiniz Su yüzeyinin şeklini çiziniz ve su yüzü profili tiplerinin isimlerini şekil üzerine yazınız Farklı taban eğimine sahip kısımlardaki kritik derinlik ve kritik eğimleri bulunuz Io 0006 4 m Io 0008 Sorunun Çözümü : kısımda üniform akım derinliği : Io 000667 Islak alan : A 4ho ; Islak çevre : Ç 4 + ho Strickler Formülünden : Q k / / A R h I o / 0 50(4h o ) 0006 4 + h o deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 47 m kısımda üniform akım derinliği : / 0 50(4h o ) 0008 deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 08 m 4 + ho kısımda üniform akım derinliği : 4h o / 0 50(4h o ) 000667 deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 086 m 4 + ho M Q 0 5 m/sm B 4 5 h 086 m 98 Kritik eğim Strickler formulünde h c derinlik değeri için kritik eğim, / / Q k A R I c h c 40x086 0 50(40x086) I 40 + x086 Ic000667 olarak bulunur Io 0006 / Io 0008 Io 000667 NOT : Kritik eğim taban eğimine bağlı olmayıp, sadece debiye, pürüzlülüğe ve enkesit ekline bağlı olduğundan, değeri her kısımda da aynıdır kısım da Io < Ic Küçük Eğimli Kanal, kısım da Io > Ic, kısım da Io Ic Akım Kritik Eğimde akmaktadır S
Soru : Dikdörten çok eniş kesitli bir kanalda, k50 ve birim enişlik debisi 5 m /sm dir Kanalın boykesiti şekilde verilmiştir Kanalın çeşitli kısımlarındaki taban eğimleri ve bu eğimlere karşı elen üniform akım derinlikleri; Io 0000 için Io 0008 için Io 00049 için ho 89 m ho 070 m ho 08 m olduğuna öre, sistemin farklı kısımlarında meydana elebilecek su yüzü profillerinin tiplerini belirtiniz ve şematik olarak boykesit üzerine çiziniz A B Io 0000 Io 0008 D Sorunun Çözümü : Io 00049 5 077 m 98 h R H B için R H h h + b Kritik eğim Strickler formulünde h c derinlik değeri için kritik eğim, / / k h R I c h c / / [ ] I 5 50(077) 077 Ic0008 olarak bulunur GÖL M h c S A B Io 0000 < Ic Küçük Eğimli Kanal Io 0008 > Ic S D Io 00049 > Ic GÖL
Soru : Bir dikdörten kesitli kanalda B4 m, k70, h c m dir Kanal taban eğimi şekildeki ibi üç farklı kısımdan oluşmaktadır Io 0008 Io 009 a) Kritik taban eğimini bulunuz Io 00009 b) farklı kısımdaki üniform akım derinliklerini ve rejimleri hesaplayınız c) Io 00009 eğimli kısımda yüzeysel sıçrama meydana elir mi? Geliyorsa sıçramadan önceki ve sonraki derinlikleri, sıçrama ile kaybedilen enerjiyi bulunuz d) Meydana elecek su yüzü profillerinin şekil üzerinde österiniz Sorunun Çözümü : a) Kritik akım derinliği : m h 47 m /sm Q B x c 4 x 47 6468 m /s A c B x h c 4 x 48 m ; Ç c B + h c 4 + x 64 m Kritik eğim Strickler formulünde h c derinlik değeri için kritik eğim, / / Q k A R I c h c 48 6468 70(40 x ) 64 I I c 0005 olarak bulunur / Vc 4 m/s h c S Io 0008 > Ic Io 009 > Ic M Io 00009 < Ic Küçük Eğimli Kanal
b) kısımda üniform akım derinliği : Islak alan : A 4ho ; Islak çevre : Ç 4 + ho Strickler Formülünden : Q k / / h I o / 6468 70(4h o ) 0008 4 + ho deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 090 m < hc m Sel Rejimi kısımda üniform akım derinliği : / 6468 70(4h o ) 009 4 + ho deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 0405 m < hc m Sel Rejimi kısımda üniform akım derinliği : 4h o / 6468 70(4h o ) 00009 4 + h o deneme yanılma ile kısımdaki üniform akım derinliği ho 97 m > hc m Nehir Rejimi c) y : hidrolik sıçramadan önceki derinlik? y : hidrolik sıçramadan sonraki derinlik 97 m yy ( y + y ) y : hidrolik sıçramadan önceki derinlik 0665 m olarak bulunur Hidrolik sıçrama sırasında ki enerji kaybı : ( y y) Δ H 044 m Yersel Enerji Kaybı 4y y veya ΔH E E y + y + 69 9 046 m y y
4 Soru : Şekildeki kanaldan m /sm debi eçmektedir k65 olduğuna öre ; a) Her iki kesimdeki üniform akım derinliklerini ve akım rejimlerini belirleyiniz b) Geçiş bölesindeki su yüzeyi profillerini bulunuz Io 0000 4 Sorunun Çözümü : a) 98 00 m h R H B için R H h h + b kısımda : 5/ Kritik eğim Strickler formulünden, k h o I 65( h o ) 5/ (0000) ho 0 m > hc 00 m Nehir Rejimi kısımda : Kritik eğim Strickler formulünden, 5/ 65( h o ) (00076) ho 070 m < hc 00 m Sel Rejimi I 5/ k h / / o 5/ / o k h o I / Io 00076 000 > Io 0000 (Küçük Eğimli Kanal) < Io 00076 () b) M S Io 0000 Io 00076
5 Soru : Şekilde boyuna kesiti verilen dikdörten kanalda k65, m /sm olduğuna öre eçiş bölesinde özlenecek su yüzeyi profilini belirleyiniz Io 00076 5 Sorunun Çözümü : a) 98 00 m h R H B için R H h h + b kısımda : 5/ Kritik eğim Strickler formulünden, k h o I 65( h o ) 5/ (00076) ho 07 m < hc 00 m Sel Rejimi kısımda : Kritik eğim Strickler formulünden, 5/ 65( h o ) (00099) ho 085 m < hc 00 m Sel Rejimi I 5 / k h / / o 5/ / o k h o I / 000 < Io 00076 () < Io 00099 () Io 00099 Io 00076 S Io 00099