هیدرولیک

رفتار عمومی جریان در کانالهای باز در مقایسه با مجاری بسته :
تفاوتها رو در شکل زیر متوجه میشوید که این مقایسه را در قالب دو تعریف هیدرولیک تحت عنوان خط تراز انرژی و خط تراز هیدرولیکی نشان میدهد
در قسمت "الف"جریان اب در یک لوله(در واقع یک مجاری بسته)رو مشاهده میکنید:

همون طوری که دریافته اید در کانالهای باز جریان در سطح بالایی خود ازاد بوده و در این مرز،جریان همواره با فشار ثابت اتمسفر رو به رو هست
رفتار عمومی جریان در کانالهای باز در مقایسه با مجاری بسته :
تفاوتها رو در شکل زیر متوجه میشوید که این مقایسه را در قالب دو تعریف هیدرولیک تحت عنوان خط تراز انرژی و خط تراز هیدرولیکی نشان میدهد
در قسمت "الف"جریان اب در یک لوله(در واقع یک مجاری بسته)رو مشاهده میکنید:

همون طوری که دریافته اید در کانالهای باز جریان در سطح بالایی خود ازاد بوده و در این مرز،جریان همواره با فشار ثابت اتمسفر رو به رو هست
رفتار عمومی جریان در کانالهای باز در مقایسه با مجاری بسته :
تفاوتها رو در شکل زیر متوجه میشوید که این مقایسه را در قالب دو تعریف هیدرولیک تحت عنوان خط تراز انرژی و خط تراز هیدرولیکی نشان میدهد
در قسمت "الف"جریان اب در یک لوله(در واقع یک مجاری بسته)رو مشاهده میکنید:

مشخص است که جریان داخل این لوله تحت فشار است و اگر پیزومتری در بدنه ی این لوله نصب کنیم،اب در درون این پیزومتر بالا میرود( همونطور که در شکل هم میبینید)
توضیح علائم نشان داده شده روی شکل:
V به توان 2 تقسیم بر 2g = ارتفاع معادل سرعت
P تقسیم بر گاما = ارتفاع معادل فشار
Z = ارتفاع از مبناء

بنابراین با توجه به شکل و علائم نشان داده شده:
انرزی مکانیکی(یا در دسترس)در هر مقطع از جریان عبارت است از:ارتفاع معادل سرعت+ارتفاع معادل فشار+ارتفاع از مبناء
توجه:
انرژی کل در هر مقطع از جریان که در واحد وزن بیان میشود( N.m/N یا به فارسی=نیوتن در متر تقسیم بر نیوتن ) بعدش طول است و با H نشان داده میشود
پس فرمول ا اینگونه شد:
H=v ^2/2g+p/gama+ Z

عبارات فرمول 1 به ترتیب بیانگری انرژی جنبشی،کار نیروی فشاری و انرژی پتانسیل ذرات اب میباشد
=====
3تعریف بنیادی و مهم
=====
1@افت انرژی چیست؟
در مسیر حرکت اب در لوله مقداری از انرژی کل صرف گرم کردن اب میشود و یا به صورت گرما از محیط خارج میشود

2@Energy grade line
خطی که مقدار انرژی کل را در هر لحظه یا در هر مقطع نشان میدهد را خط تراز انرژی یا Energy Grade Line میگویند
توجه:با توجه به اینکه در طول مسیر به خاطر افت انرژی،میزان تراز انرژی رو به کاش میرود و در نتیجه شیب خط تراز انرژی منفی میشود

3@Hydraulic Grade Line
به جمع مقادیر ارتفع معادل فشار و ارتفاع از سطح مبنا خط تراز هیدرولیکی یا Hydraulic Grade Line میگویند

سوال:
اختلاف بین خط تراز انرژی و خط تراز هیدرولیکی معادل چیست؟

جواب:برابر "ارتفاع معادل سرعت یا V^2/2g "میباشد

حال میتوانید کل شکل الف رو انالیز کنید و تمامی مفاهیم لازمه را خوب درک کنید.در شکل الف خطوط تراز انرزی و هیدرولیکی در مورد جریان در لوله ترسیم شده اند و مقدار افت انرژی که با علامت لاتین"اچ اندیس اف "نمایش داده میشود،مشخص است
+++++++++++++++++
در ادامه ی مقایسه اصلیمون به بررسی جریان اب در کانال باز میرسیم.با ما همراه باشید

در شکل "ب"که در زیر قرار داده شده شما میتوانیدخط تراز انرژی رو مشاهده کنید

سوال:در این شکل پس خط تراز هیدرولیکی کجا قرار گرفته است؟
نکته ی مهم:
در کانالهای رو باز خط تراز هیدرولیکی منطبق بر سطح ازاد اب یا سطح ایستابی میباشد
نتیجه اینکه اگر در کانال رو بازی ما سطح اب را داشته باشیم.چون میدانیم معادل تراز هیدرولیکی هست کافی است تا ارتفاع معادل سرعت رو با ان اضافه کنیم تا تراز کل انرژی جریان را بدست اوریم

RE: اموزش درس "هیدرولیک انهار یا کانالهای رو باز" - KALANTAR - 09-25-2008 08:42 PM

درست هست که هر دوی جریان های تحت فشار و جریان کانالهای باز از اصول اساسی حاکم بر حرکت سیالات پیروی میکنند ولی نکات و عواملی وجود دارند که جریان در کانالهای باز رو بسیار پیچیده تر میکنند
چند نمونه از این عوامل رو با هم مرور میکنیم:

کانالهای باز محدوده ی وسیع تری از جریان اب رو شامل میشوند زیرا جریان در روی به بزرگی رود فرضا نیل تا جریان در یک نهر کوچک و حتی جریان ورقه ای (یا laminar)ناشی از رواناب بارندگی از قوانین عمومی کانالهای باز پیروی میکنند.بنابراین در کانالهای باز دامنه ی تغییرات مشخصات هندسی(مثل سطح مقطع) و مشخصات دیگر(مثل زبری)بیشتر میباشد

جریان در کانالهای باز درجه ازادی بیشتری نسبت به جریان در مجاری تحت فشار دارد و این درجه ازادی قابلیت تغییر عمق میباشد بنابراین با تغییر در شیب کانالها و یا ایجاد موانع و تغییرات در مسیر جریان نیروی ثقل تغییر کرده و در نتیجه موقعیت سطح ازاد اب و به دنبالش سایر مشخصات جریان تغییر خواهد کرد

و ....
برای اگاهی از کلیه عوامل میتوانید به کتاب رفرنس عنوان شده مراجعه کنید

هیدرولیک

مطالب مشابه :

هیدروگراف واحد لحظه ای در آبهای زیرزمینی

هیدرولوژی

پهنه بندی سیل و تعیین حد بستر و حریم رودخانه

آب شناسی

هیدرولوژی

WINSRFR یک پکیج نرم افزاری برای تحلیل سیستم های آبیاری سطحی

هیدرولیک