23.9
Water flows in a rectangular channel with flow rates between minimum and maximum values. The weir head is set one meter above the channel bottom.
The objective is to measure the flow depth for three types of weirs: rectangular sharp-crested, triangular sharp-crested, and broad-crested under minimum flow rate conditions.
For the rectangular sharp-crested weir, the flow rate depends on the weir coefficient, channel width, gravitational acceleration, and fluid depth.
Setting the weir head to one meter simplifies the equation, and the depth for the minimum flow rate is calculated.
The triangular sharp-crested weir’s flow rate depends on the weir coefficient, gravitational acceleration, fluid depth, and notch angle.
After substituting values, the equation is expressed in terms of depth; for the given minimum flow rate, the depth is calculated.
For the broad-crested weir, the flow rate depends on the weir coefficient, channel width, gravitational acceleration, and fluid depth. With a one-meter weir head, it simplifies to a depth function, determining the minimum flow depth.
Among the weirs discussed, the triangular sharp-crested weir results in the maximum flow depth.
Przepływ wody w otwartych kanałach jest często mierzony za pomocą konstrukcji hydraulicznych, takich jak jazy, które umożliwiają dokładne obliczenie przepływu. W kanale prostokątnym przepływy są mierzone za pomocą trzech typów jazów: prostokątnych o ostrym grzbiecie, trójkątnych o ostrym grzbiecie i szerokich. Głowica jazu jest ustawiona na stałej wysokości nad dnem kanału, co upraszcza obliczenia i umożliwia analizę zależności między głębokością a przepływem.
W przypadku prostokątnego jazu o ostrym grzbiecie, przepływ zależy od współczynnika przelewu, szerokości kanału, przyspieszenia grawitacyjnego i głębokości cieczy. Gdy głowica jazu jest stała, równanie upraszcza się, redukując zmienne do szerokości i głębokości kanału. Taka konfiguracja umożliwia wykreślenie przepływu względem głębokości w celu wizualizacji zależności między głębokością przepływu a przepływem.
Trójkątny jaz o ostrym grzbiecie, lub jaz w kształcie litery V, zawiera dodatkowy parametr, kąt karbu, który bezpośrednio wpływa na równanie przepływu. Ten jaz jest szczególnie odpowiedni do warunków niskiego przepływu i jest regulowany przez zależność, w której przepływ jest proporcjonalny do iloczynu tangensa połowy kąta karbu, pierwiastka kwadratowego przyspieszenia grawitacyjnego i głębokości cieczy podniesionej do potęgi pięciu przez dwa. Współczynnik przepływu jest zazwyczaj uzyskiwany ze standardowych odniesień lub danych eksperymentalnych. Poprzez wykreślenie współczynnika przepływu względem głębokości, wydajność przelewu może być analizowana w różnych warunkach przepływu. Ten przelew jest bardzo wrażliwy na zmiany kąta karbu i jest szczególnie skuteczny w dokładnym pomiarze małych przepływów.
W przypadku jazu o szerokim grzbiecie, przepływ jest zależny od współczynnika przepływu, szerokości kanału, przyspieszenia grawitacyjnego i głębokości cieczy. Gdy głowica jazu jest ustalona, równanie upraszcza się do funkcji samej głębokości. Ten typ jazu jest wytrzymały na wyższe przepływy, ale wymaga starannego projektu, aby spełnić ograniczenia dotyczące długości bloku i stosunku wysokości do głębokości.
Porównanie natężenia przepływu w funkcji głębokości różnych typów jazów pozwala na ocenę ich wydajności i dokładności w różnych warunkach, co pomaga w wyborze optymalnej konstrukcji dla określonego zakresu przepływu.
Water flows in a rectangular channel with flow rates between minimum and maximum values. The weir head is set one meter above the channel bottom.
The objective is to measure the flow depth for three types of weirs: rectangular sharp-crested, triangular sharp-crested, and broad-crested under minimum flow rate conditions.
For the rectangular sharp-crested weir, the flow rate depends on the weir coefficient, channel width, gravitational acceleration, and fluid depth.
Setting the weir head to one meter simplifies the equation, and the depth for the minimum flow rate is calculated.
The triangular sharp-crested weir’s flow rate depends on the weir coefficient, gravitational acceleration, fluid depth, and notch angle.
After substituting values, the equation is expressed in terms of depth; for the given minimum flow rate, the depth is calculated.
For the broad-crested weir, the flow rate depends on the weir coefficient, channel width, gravitational acceleration, and fluid depth. With a one-meter weir head, it simplifies to a depth function, determining the minimum flow depth.
Among the weirs discussed, the triangular sharp-crested weir results in the maximum flow depth.
From Chapter 23:
Now Playing
Open Channel Flow
997 Views
Open Channel Flow
1.1K Views
Open Channel Flow
958 Views
Open Channel Flow
811 Views
Open Channel Flow
785 Views
Open Channel Flow
793 Views
Open Channel Flow
1.1K Views
Open Channel Flow
852 Views
Open Channel Flow
833 Views
Open Channel Flow
644 Views
Open Channel Flow
1.4K Views