Balıkesir Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü SU YAPILARI Ders Notları Yrd. Doç. Dr. Umut OKKAN Balıkesir Üniversitesi, İnşaat Müh. Böl. Hidrolik Anabilim Dalı
Balıkesir Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Bölüm 5 Bağlamalar Bağlamalar ve Elemanları Bağlamalara Etkien Kuvvetler Mukavemet Tahkikleri Hidrolik Hesaplar ve Boutlandırma
Bağlamalar ve Elemanları Bağlama vea regülatör akarsu atağını kapatan, suu kabartıp seviesini belirli bir kota ükselterek belirli bir iletim apısına (kanala) çevrilmesini sağlaan alçak bentlerdir. Bir biriktirme tesisi değildir. Bağlamalar akış hızının azaltılmasını sağlaarak akarsu atağındaki erozonu ve oulmaları önlerler. Su alma ağzı önündeki su değişimlerini de azaltırlar. Memba ve/vea mansap kesimlerine inşa edilebilirler. Katı maddelerin tutulmasına da ardımcı olurlar.
Bağlamalar ve Elemanları Bağlamalar akarsu atağında suu bir miktar kabartarak iletim apısına çeviren dolaısıla hem su alma elemanlarını, hem de fazla suun zararsızca mansaba aktarılması için gereken elemanları içerir. Tipik bir bağlama erleşim planı aşağıda verilmiştir. Su alma ağzı önüne biriken rüsübatı mansaba savmak için zaman zaman açılan çakıl geçiti kapağı aırma duvarı (Gido) Memba Örtüsü ~10 m çakıl geçiti GÖVDE Düşüm atağı (havuzu) İLETİM HATTI (KANAL) rakortman Taş kaplamadan anroşman 10 m Yandan su alma apısı elemanları: ızgara kapak gibi kontrol elamanları, çökeltim havuzu, çökeltim havuzundan trapez kesitli iletim hattına geçişi sağlaan rakortman
Bağlamalar ve Elemanları Ankara Bepazarı-Karakaa bağlaması inşaatına plandan bir bakış
Bağlamalar ve Elemanları Bolu Çaı-Paşa bağlamasından bir görünüm
Bağlamalar ve Elemanları Tipik bir bağlama en kesiti ise aşağıda verilmiştir. Kabarma kotu Memba örtüsü ~10 m 10 m Sızma bounu uzatmak için memba kesminde tertiplenen düşe beton duvar (prafu) Gövde çoğunlukla betondan apılır. Dolu gövdeli kargir ve betonarme döşemeli paandalı türlerine de rastlanmaktadır. Bağlamadan savılan debilerin enerjisi dolu gövdenin hemen mansabında apılan düşüm atağı (havuzu) ile kırılır.
Bağlamalar ve Elemanları Bağlamalar iki türde tesis edilir: a) Tipik tür dolu gövdeli sabit bağlamadır. b) Ancak sabit bağlama üzerindeki kabarma üksekliğinin memba kesimini tehlikee atma ihtimali varsa gövdenin kapaklardan oluşturulduğu hareketli bağlamalar tercih edilmelidir. Antala-Köprüça üzerinde her iki sahilde toplam 5500 ha alan için sulama suu derleen üzerinden servis köprüsü geçen Köprüça sabit bağlaması Manisa-Gediz üzerinde her iki sahilde toplam 54850 ha alana sulama suu derleen, 3. m üksekliğinde ve 6 m genişliğinde düz kapaklarla donatılmış 4 açıklığı, 190 m kret uzunluğunda Ahmetli hareketli bağlaması
Bağlamalara Etkien Kuvvetler Statik Kuvvetler: Bağlamaa etkien statik kuvvetler aşağıdaki şekilden göründüğü üzere anlardan, alttan ve üstten su basıncı, bağlamanın kendi ağırlığı, zeminin aktif ve pasif basıncı olmaktadır. Mukavemet hesaplarında en gari müsait durum memba kesiminde krete kadar su dolu, mansap boş olması halinde ve zemin basıncı ihmal edilerek elde edilmektedir. Yanal Su Basıncı (Memba) W 1 G 1 W Yanal Su Basıncı (Mansap) Z 1 Zemin basıncı (itki) A G G 3 Z W 3 Zemin basıncı (mukavemet) Alttan Taban Suu Basıncı
Bağlamalara Etkien Kuvvetler Bağlama Altından Suun Süzülmesi: Bağlama gövdesi ve teskin havuzu akarsu atağındaki alüvon zemine oturtulmalıdır. Bu bakımdan, bağlama altından suun süzülmesi, su kabının ötesinde temel stabilitesi önünden önem taşımaktadır. Süzülme bounu uzatmak için memba örtüsü ve prafu dışında, ukarıdaki şekilde görüldüğü gibi palplanş ugulamasına da başvurulabilir (Ancak mansap palplanşı taban suu basıncın arttırıcı nitelikte olduğundan, mansaptaki topuğun korunması için gerekenden daha derin apılmamalıdır).
Bağlamalara Etkien Kuvvetler Bağlama temelini teşkil eden zeminin süzülme dolaısıla borulanmaa karşı emnietli saılması için C L süzülme katsaısının Lane tarafından önerilen C L,emn emniet katsaısından büük vea bu emniet katsaısına eşit olmalıdır. C L L L H C L, emn Burada, ΔH=(memba su ükü mansap su ükü) Aksi taktirde, borulanma tesirile mansaptaki zemin kütlesi ukarı doğru kalkabilir. Lane birçok denein neticesinde, borulanma olaında, sızma çizgisinin düşe kısımlarının ata kısımlarından aklaşık 3 kat daha etkili olduğunu gözlemlemiştir. Bu nedenle ağırlıklı sızma bou için aşağıdaki ifadei önermiştir. L L L L düşe ata /3
Bağlamalara Etkien Kuvvetler Temel zemininden süzülme için Lane emniet katsaıları Temel zemini C L,emn çok ince kum vea silt 8.5 ince kum 7.0 iri kum 5.0 ince çakıl 4.0 iri taşlı çakıl 3.0 aralıklı çakıllı iri kaa.5 umuşak kil 3.0 çok sert kil 1.6
Mukavemet Tahkikleri Taban suu basıncı dolaısıla kaldırma emnietinin tahkikinde emniet katsaısının 1.1'den büük olması istenir. (fw=g/w) Devrilmee karşı emniet katsaısı (fd) 1.5 tan büük olmalıdır. fd=σkoruucu momentler/σdevirici momentler Zemin cinsine bağlı olarak kama emnieti katsaısı fk=σp/(σg-σw): sağlam kaada 0.8 den küçük olmalıdır. çatlaklı kaada 0.7 den küçük olmalıdır. çakıl, iri kum zeminde 0.4 ten küçük olmalıdır. kum zeminde 0.3 ten küçük olmalıdır. Silt, kil zeminlerde oldukça küçük değerler elde edilmesi istenir. Bağlamanın zemine aktardığı gerilmelerin de zeminin emnietle taşıma gücünü aşmaması gereklidir.
Mukavemet Tahkikleri ÖRNEK-1: KAYNAK:SU KUVVETİ TESİSLERİNDE SAYISAL ÖRNEKLER ÜNAL ÖZİŞ-FERHAT TÜRKMAN-AHMET ALKAN Yukarıda enkesiti ve boutları verilen bağlamanın stabilite tahkiklerini apınız (boutlar m. cinsindendir, -4-5-9-10 anı hizadadır). Dolu gövdede zemin emniet gerilmelerini hesaplaıp gerilme diagramını çıkarınız.
Mukavemet Tahkikleri a) Sızdırmazlık Tahkiki: Sızma tahkikinde, en olumsuz durum memba arkası kret hizasına kadar su olması, mansapta su olmamasıdır. (Eğimli üzelerde sızma bou hesabında üze düşe kabul edilmiştir). Temel zemininden süzülme için Lane emniet katsaıları tablosundan iri kum için C emn =5 okunur. LL 16.5 C L 5.5 Cemn H (6 3) olduğundan ugundur.
Mukavemet Tahkikleri b) Kaldırma Tahkiki: Tahkikler 1 m genişliğe göre apılmıştır. 16.5 m ağırlıklı sızma bouna 3 m su ükü neden oluorsa 1 m ağırlıklı sızma bouna karşılık ük kabı: 3/16.5=0.18 m dir. Ağırlıklı sızma bou sütunundaki değerler 0.18 ile çarpılırsa ük kabı sütunu oluşturulur. Nokta L düşe L ata Noktalardaki Sızma Bou Ağırlıklı Sızma Bou statik basınç Yük kabı Kaldırma basıncı 1 0 0 3 0.00 3.00 3 3 3 6 0.55 5.45 3 5 8 0.91 7.09 4 7 6 1.7 4.73 5 1.5 0.5 7.5 6 1.36 4.64 6 1 1 8.5 5 1.55 3.45 7 3 1 9.5 5 1.73 3.7 8 7.5.5 1 5.18.8 9 1 1 13 6.36 3.64 10 1.5 0.5 13.5 6.45 3.55 11 3 3 16.5 3 3.00 0.00 Tablodaki birimler m dir. Her bir noktanın memba kretine düşe uzaklığı Kaldırma basıncı =Statik basınç-yük kabı
Mukavemet Tahkikleri Düşüm Yatağı Kaldırma Tahkiki: 7.5m (3.7.8) G W *7.5*1.0 *1.0.84 t G (1.55*7.5*1)*. 5.60t W.8 kaldırma emnieti 5.60 /.84 1.1 1.1 3.7 Dolu Gövde Kaldırma Tahkiki: ugundur G 6 7 4 5 1.75m 3m 3.45 3.7 4.73 4.64 Autocad AREAkomutu ile dolu gövde alanı17.963 m G 17.963*1*. 39.5t W (4.73 4.64) (3.45 3.7) *1.75*1 *1 *3*1 *1 18.8t kaldırma emnieti 39.5/18.8.16 1.1 ugundur
Uç Eşiği Kaldırma Tahkiki: Mukavemet Tahkikleri 1.55m 8 9 10 0.5m 1.5m 3m (.8 3.64) (3.64 3.55) W *0.5*1.0 *1.0 *1.5*1.0 *1.0 7t (1.55 3) G *0.5*1 *. (1.5*3)*1 *. 1.40 t kaldırma emnieti 1.40/ 7 1.77 1.1 ugundur.8 3.64 3.55 Toplam Yapı Kaldırma Tahkiki: W.84 18.8 7 48.1t G 5.60 39.5 1.40 77.5t kaldırma emnieti 77.5 1.61 1.1 ugundur 48.1
Mukavemet Tahkikleri c) Kama Tahkiki: Tahkikler 1 m genişliğe göre ve tüm apı esas alınarak apılmıştır. 3.0 P 1 W.84 18.8 7 48.1t G 5.60 39.5 1.40 77.5t 77.5 kaldırma emnieti 1.61 1.1 ugundur 48.1 P P3 5.45 3.55 3*3 P1 *1.0 *1.0 4.5 t P P 3 3 5.45 *3*1.0 *1.0 1.675 t 3.55*3 *1.0 *1.0 5.35 t P 4.5 1.675 5.35 11.85 t W.84 18.8 7 48.1t G 5.60 39.5 1.40 77.5t W 48.1t ve G 77.5 t hesaplanmıştı. 77.5 kaldırma emnieti 1.61 1.1 ugundur G' 77.5 48.1 48.1 9.4t f k P 11.85 0.403 G ' 9.4 Kama emnieti katsaısı iri kum zeminde 0.4 ten küçük olmalıdır. f 0.4olduğundan kabul edilebilir k
Mukavemet Tahkikleri d) Devrilme Tahkiki: Dolu gövde üzerinden apılmıştır. AutoCad programında Önce region komutu ile çizgiler seçilir (enter) Massprop komutu ile bölge seçilir (enter) Centroid seçilen bölgenin merkez koordinatlarını verir.
Mukavemet Tahkikleri line komutu altında start point: 037.8905, 130.4644 azılınca objenin ağırlık merkezine gidilir. Ardından gerekli mesafeler belirlenir. O noktasına göre Koruucu moment=39.5t*.95m=116.6tm. G=39.5t O Birimler cm dir.
Mukavemet Tahkikleri Yandan ve tabandan etkien basınçlar için de benzer işlemler apılır. Moment kolları ve etkien kuvvetlerin önü aşağıda görülmektedir. 3.0 P 1 +P =17.175 t 5.45 G=39.5t devirici momentler= 17.175*1.05+18.8*.574=65.09 tm. fd=σkoruucu momentler/σdevirici momentler 4.73 W=18.8 t 3.45 3.7 4.64 fd=116.6/65.09=1.8 > 1.5 ugun
Mukavemet Tahkikleri e) Zemin emniet gerilmesi hesabı: Dolu gövde üzerinden apılmıştır. N x M x max,min N A M W x da dx* b x b I x da x b dx 3 L / 3 bx bl 3 1 L / L dx I bl /1 W * L / W 3 bl /6 N M max,min bl bl /6
Yanal su etkisi ve ağırlık etkisi Mukavemet Tahkikleri P 1 +P =17.175 t G=39.5t 1m M G * e,1 gövde 1 39.5*(.95 4.75/ ).74tm M P * e, anal M 17.175*1.05 18.034tm.74 18.034 4.69tm N M bl bl /6 N M 39.5 4.69 9.57 t/ m bl bl / 6 1* 4.75 1*4.75 / 6 N M 39.5 4.69 7.07 t/ m bl bl / 6 1* 4.75 1*4.75 / 6 max,min max min
Mukavemet Tahkikleri 1.75m 1.75m 1.75m 9.57 3.45 3.7 4.73 4.64 4.01 7.07 5. 8.65 4.84 3.8 Ağırlık ve anal su etkisi kaldırma etkisi nihai gerilmeler
Hidrolik Sıçrama: Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Bağlamalarda düşüm sonrası suun enerjisi çevrintile kırılmaktadır ve bu bölümde hidrolik sıçrama tanımından bahsedilmesi önemli olacaktır. Bu kesitte memba kesimindeki su seviesi 1, mansap kesimindeki su seviesi olsun (eşlenik derinlikler). Memba ve mansap kesimleri arasında kontrol hacmine birim genişlik için impuls-momentum eşitliği azalım. 1 qv1 qv birim genişlik debisi q V V V q / ; V q / 1 1 ( 1 ) q q q( ) 1 1 1 Süreklilik denklemi ( 1 )( 1 ) ( 1 ) q 1
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma g g( 1 ) 1 q 1 q g ( 1 )( 1 ) 1 Yukarıdaki 1 no.lu denklemde q V g ( )( ) 1 1 1 1 V Fr V Fr g g 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Fr g g ( )( ) V 1 1 azalım. 1 1 1 Fr ( ) 1 1 1 Fr Fr 1 1 1 ( ) ( ) Fr1 0 1 1
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma ( ) ( ) Fr1 0 1 1 1 x ax bx c 0 a 1, b 1, c Fr 1 b 4ac 1 8Fr1 x 1, b 1 18Fr a 1 negatif işaretli kök negatif derinlik olmaacağından anlamsızdır. O halde 1 1 8Fr 18Fr1 1 18Fr 1 1 1 1 VEYA 1
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Memba ve mansap kesimleri arasındaki erel enerji kabı: V1 V hk, ( 1 ) ( ) g g q q ( ) ( ) 1 g1 g q 1 1 ( ) 1 g 1 ( ) q 1 k, ( 1 ) 1 ( g 1 ) h 3 Denklem 3 te Denklem 1 deki q ifadesi erine azılır ve Denklem 4 elde edilir q ( g / )( )( ) 1 1 h k, ( ) 3 1 4 4 1
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma h k, ( 1) 4 Nehir rejiminden sel rejimine geçişte 1 > olduğundan 4 no.lu denkleme göre h k, < 0 olur. Kaıp negatif olamaacağından nehir rejiminden sel rejimine geçişte erel enerji kabı oluşmadığı gösterilmiş olur. Sel rejiminden nehir rejimine geçişte > 1 olduğundan 4 no.lu denkleme göre h k, > 0 olur. Bölece hidrolik sıçramada erel enerji kabı oluştuğu gösterilmiş olur (Güne, Ş. Hidrolik, DEÜ aınları, 003). 1 3
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma L h Fr V / gh 1 1 1 Hidrolik sıçramanın uzunluğu konusunda çalışan araştırmacıların verdiği dene sonuçlarına göre hazırlanmış ukarıdaki abak kullanılabilir. Fr 1 >.5 tan sonra enerji kaıpları kademeli artar. Fr 1 =4.5 ila 9 için sıçramanın eri mansap su derinliği değişiminden fazla etkilenmez. Bu nedenle kararlı sıçrama adını alır ve ugulamada kararlı sıçramanın sağlanması tercih edilmektedir.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Hidrolik sıçrama girişinde Froude saısının 4.5-9.0 arasında bulunduğu kararlı sıçramaı sağlaması halinde, teskin havuzunun uzunluğunu aklaşık olarak sıçrama uzunluğuna eşit almak ve aşağıdaki formülü kullanmak ugun olacaktır (Öziş, 1983). L 6.. Fr 1 1 Sıçramanın nehir rejimindeki eşlenik derinliği ( ) ile mansapta akarsuun normal derinliği ( 0 ) ve eşik üksekliği ( e ) toplamı arasındaki bağıntıa göre, > 0 + e olursa sıçrama mansaba kaacak, çok uzun bir teskin havuzu gerekecektir. Ugun taban eğimi vermek gerekir. = 0 + e olursa asgari havuz uzunluğu elde edilebilecektir. < o + e olursa sıçrama boğulacak, kırılabilen enerji azalacaktır.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma 1.7 < Fr 1 <.5 ise sadece havuz apılır, eşik ve enerji kırıcı bloklara gerek oktur. KAYNAK: Toka, D.N. Design of Dissipation Structures Lecture notes (erişim: Mart 017)
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma.5 < Fr 1 < 4.5 ise havuzun anı sıra eşik ve şüt apılır. USBR tip I teskin havuzu ii sonuç vermektedir.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Fr 1 > 4.5 ve V 1 < 15 m/s ise Havuz, şüt, eşik ve enerji kırıcı bloklar apılır. USBR tip II teskin havuzu ii sonuç vermektedir.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Fr 1 > 4.5 ve V 1 > 15 m/s ise Havuz, şüt, eşik ve enerji kırıcı bloklar apılır. USBR tip III teskin havuzu ii sonuç vermektedir.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Sabit Bağlamalarda Kret Biçimi: Suun üzerinden serbestçe savaklandığı sabit bağlama kretine nap alt üzü profili verilmesi ugun olmaktadır. Yukarıdaki şekilde düşe memba üzü olan bir bağlama kretinin H o proje su üküne göre tipik biçimi görülmektedir (Öziş, 1983). Tekerrür Aralığı: Bağlamalar genellikle 100 ılda bir tekerrürü muhtemel taşkın akımlarına göre boutlandırılır.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Sabit Bağlamalarda Kret Bou: Sabit bağlamada birim genişlik debisini 5m 3 /s/m apan bağlama uzunluğu tercih edilir. Ancak ugulamalarda farklı değerler de kullanılabilir. Orta ve kenar aakların sebep olduğu büzülme dolaısıla etkili kret bou aşağıdaki formül ile hesaplanır: Savaklanan debi: Savaklanan debi formülü: B B * H ( n* K K ) net o o orta kenar B: aaklar arasındaki toplam bağlama tepe uzunluğu (m), n: açıklık adedi Korta: orta aakların büzülme katsaısı (dikdörtgen biçimli aaklarda 0.1, dairesel aaklarda 0.035 alınabilir). Kkenar: kenar aakların büzülme katsaısı(=.5 x Korta) Ho: savak üzerindeki su ükü (m) 3/ Q CBH o Bu formüldeki debi katsaısı C bağlama üksekliğine, memba şevine, düşüm atağı ve teskin havuzunun özelliklerine, mansap su seviesine bağlı olarak değişen bir değerdir.
0 0.1 0. 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1. 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9.1..3.4.5.6.7.8.9 3 Co Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Memba üzü düşe savakların debi katsaısını bulmada kullanılan abak (Öziş, 1983):..1 h a H o 1.9 1.8 P 1.7 P/Ho P/Ho 0 0.1 0. 0.3 0.4 0.5 0.8 1 1.5 3 Co 1.71 1.9 1.99.04.07.1.14.15.16.17.18 P/Ho>3 için Co=0.01*(P/Ho)+.15 kabul edilebilir.
C/Co Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Memba üzü düşe savaklarda farklı su üklerine göre debi katsaısını belirlemede kullanılan abak (Öziş, 1983): 1.1 1 H o h a 0.9 H e P 0.8 0 0. 0.4 0.6 0.8 1 1. 1.4 1.6 He/Ho He/Ho 0.1 0.3 0.4 0.6 0.8 1 1. 1.4 1.6 C/Co 0.8 0.88 0.9 0.94 0.97 1 1.0 1.05 1.07
P = 7 m ÖRNEK-: Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Şekilde verilen sabit bağlama üzerinden 400 m 3 /s taşkın debisi savaklanacaktır. Bağlama üksekliği 7 m, akış kesiti dikdörtgen ve genişliği 60 m, akarsu atağının Manning pürüzlülük katsaısı 0.03, akarsu taban eğimi 7x10-4 olduğuna göre asgari teskin havuzu uzunluğunu ve eşik üksekliğini belirleiniz.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma /3 Önce su ükü Ho için bir değer seçelim. 0, hesap Ho=3 m olsun. P=7 m idi. Ho,seç 3.00 m P/Ho.33 Co.173 H Q max c0 B İki değer arasında doğrusal interpolason apılarak hesaplanır. P/Ho 0 0.1 0. 0.3 0.4 0.5 0.8 1 1.5 3 Co 1.71 1.9 1.99.04.07.1.14.15.16.17.18 /3 /3 Q max 400 H0, hesap.111m Ho, seç 3m c0 B.173*60 Su ükü hesap formülünden elde edilen.111 m değeri ile abaktan eni Co belirleelim. Ho,seç.111 m P/Ho 3.3 H 0, hesap Q max c0 B Co.183 P/Ho>3 için Co=0.01*(P/Ho)+.15 kabul edilebilir. Co=0.01*3.3+.15=.183 /3 H 0, hesap /3 /3 Q max 400 c0 B.183*60.105 m
P = 7 m /3 Hidrolik Hesap Qmax ve Boutlandırma Ho,seç.105 m P/Ho 3.33 Co.183 Ho,hesap.105 m H 0, hesap c B 0 Anı işlem son kez tekrarlandığında seçilen ve hesap değeri Co=.183 için anı çıkmaktadır. 0 7.105 9.105 m 3 q Q/ B 400/ 60 6.667 m / s / m (Birim genişlik debisi) neh cr sel Bağlama dolusavağı üzerindeki akım esnasında oluşan enerji kaıpları ihmal edilsin. E E 0 1 q q 0 1 g0 g1 9.105 6.667 6.667 19.6 19.6 9.13 1 0 1.655 1 1 1/ 3 1/ 3 cr,1 q / g 6.667 / 9.81 1.65 m 1.65 m kritik derinliğin altında sel rejimine karşılık gelen derinlik tatonmanla belirlenir. 1 =0.513 m bulunur.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Froude saısının 4.5-9.0 arasında bulunduğu kararlı sıçramaı sağlaması halinde, teskin havuzunun uzunluğunu aklaşık olarak sıçrama uzunluğuna eşit almak ve aşağıdaki formülü kullanmak ugundur: L 6.. Fr 6*0.513*5.8 *3.956 5.7 m 6 m 1 1 Ya da alternatif olarak abak ile çözüm apılır.
6.6 Hidrolik Hesap ve Boutlandırma
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Mansap kesiminde akarsuun normal derinliğinin ( 0, ) belirlenmesi: ( B ) Q I I 5/3 5/3 1 A 1 0, /3 /3 n U n ( B 0,) B 1 (60 ) 400 7*10 0.03 (60 ) 5/3 0, 4 /3 0, (60 ) 0, 0, 5/3 (60 ) /3 453.557 Tatonman ile 0, =3.518 m. hesaplanır. Buna göre mansap uç eşiğinin üksekliği: e 0, 3.956 3.518 0.44 m
ÖRNEK-3: Hidrolik Hesap ve Boutlandırma 6m.7m tedrici değişken sıçrama L Bir bağlama dolusavağından geçen 50 m 3 /s lik debi çimento harcından (n=0.01) dikdörtgen kesitli ata bir havuzda şekilde gösterildiği gibi önce tedrici değişken akımla geçmekte ve ardından hidrolik sıçrama oluşturmaktadır. Havuz genişliği 50 m olduğuna göre, (a) sıçramanın teskin havuzu içinde kalması için L uzunluğu ne olmalıdır? (b)başlangıçtan hidrolik sıçrama sonuna kadar ne kadar enerji kabı olmuştur?
a nın çözümü: Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Tatonman ile erişilir vea excel solver. (sel rejimine karşılık gelen derinlik)
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Sıçrama öncesi derinliğinin belirlenmesi: 3 3 18Fr 1 Fr 3 V 3 g* 3 E q g V 3 = 1.85 m/s (q/ 3 ) Fr 3 = 0.36 = 0.58 m E = 4.41 m Tedrici değişken akımın oluştuğu L 1 uzunluğunun belirlenmesi: L 1 I E ort E 1 J e, ort
E q g = 0.58 m E = 4.41 m Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Tedrici değişken akımın oluştuğu L 1 uzunluğunun belirlenmesi: L 1 I E ort E 1 J e, ort nv Je 4 / 3 R R A/ U olup burada A B ve U B 1 (m) 0.48 0.58 V (m/s)=q/ 10.44 8.68 A (m ) 3.94 8.81 U (m) 50.96 51.15 R (m) 0.47 0.56 J e 0.0430 0.033 E (m) 6.04 4.41 B J e,ort = 0.0331 (Je,1+Je,)/ I ort 0 L 1 = 48.91 m
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma sıçramanın teskin havuzu içinde kalması için havuz uzunluğu aklaşık 66 m alınmalıdır.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma b nin çözümü: Tedrici değişken akımın gerçekleştiği L 1 kısmında oluşan ük kabı: hkl, 1 E1 E 6.04 4.41 1.6 m Hidrolik sıçramanın gerçekleştiği L kısmında oluşan ük kabı: h kl, ( ) (.7 0.58) 4 4*.7*0.58 3 3 3 3 1.54 m Toplam ük kabı=1.6 + 1.54= 3.16m olarak hesaplanmıştır.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Hareketli Bağlamalarda Debi Hesabı: Hareketli bağlamalarda kabarma kapakların kumanda edilmesi ile kontrol edilir.
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma Kapak altı akımı sel rejiminde olup ardından hidrolik sıçrama ile nehir rejimine geçilen durum serbest akım durumudur. Batmış akım durumu ders kapsamında işlenmeecektir. Serbest akım durumunda bir adet düşe kapaktan geçen debi: Q a B gh 1 ( a/ H) ε : büzülme derecesini gösteren bir katsaı olup (a/h) oranına bağlıdır. a/h 0 0. 0.4 0.8 1 ε 0.61 0.6 0.63 0.7 1
Hidrolik Hesap ve Boutlandırma ÖRNEK-4: 7 adet düşe kapak muhteva eden bir hareketli bağlamada kabartma üksekliği 5 m ve kapak açıklıkları 4.5 m dir. Kapaklar 1 m kaldırıldığında bağlamanın altından geçen toplam debii serbest akım durumuna göre hesaplaınız. a 1m H 5m a/ H 1/ 5 0.0 B 4.5m tablodan 0.6 okunur 0.6 1 ( a/ H) 10.6*0.0 0.585 3 Q a B gh 0.585*1*4.5 19.6*5 6.06 m / s 7 adet kapak olduğundan ΣQ=7x6.06=18.45 m 3 /s hesaplanır.