پاورپوینت كاربرد اصلي انرژي (معادله مومنتوم) در جريان كانال باز (pptx) 26 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 26 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
كاربرد اصلي انرژي (معادله مومنتوم) در جريان كانال باز
مقدمه
2
در مسائل عملي كانالهاي باز، جريان را به صورت يك بعدي تحليل مي‌كنيم: يعني
«جهت طول = جهت حركت (جريان) »
خصوصيات متوسط جريان در مقطع جريان (مقطع عمود بر جهت جريان) را در نظر گرفته و تغييرات آنها را در جهت جريان بررسي مي كنيم؛ لذا مي‌خواهيم مقدار متوسط H را در مقطع عرضي بر جهت جريان بررسي كنيم :
1- مقدار متوسط ؟ در مقطع عرضي ؟
2- مقدار در مقطع عرضي جريان = ؟
اكنون بايد بررسي كنيم كه عبارت در مقطع جريان چگونه است؟
فصل 2
3
توزيع فشار
فشار در سطح آزاد آب = فشار اسمز = فشار نسبی = 0
توزيع فشار در جريان كانالهاي باز تابع مشتقات ثقل و ديگر شتابها طبق معادله اولر است.
در جهت دلخواه s (1) : معادله اولر
در جهت n (عمود بر s) (2) : معادله اولر
اكنون يك خط جريان در جهت s در نظر بگيريد و n جهت عمود بر آن:
بايد توزيع فشار را در جهت n بررسي كنيم. شتاب عمودي بر خط جريان در هر مقطعي از معادله به دست مي‌آيد.
v: سرعت جريان در طول خط جريان با انحناي r
فصل 2
4
حالت های توزيع فشار
اكنون 3 حالت را بررسي مي كنيم:
توزيع هيدروستاتيكي فشار
جريان يكنواخت
توزيع فشار در جريان با انحناء (خميده)
فصل 2
5
توزيع هيدروستاتيكي فشار
حالت v=0 (آب ساكن):
n را در جهت z در نظر بگيريد. با انتگرال گيري
از رابطه 2 خواهيم داشت:
اما در نقطه اي روي سطح سيال داريم:
در هر نقطه دلخواهي مثل A در عمق y زير سطح آزاد آب، (طبق شكل)
در اين حالت فشار به صورت خطي با عمق تغيير مي‌كند و ضريب تناسب است.
و فشار در هر نقطه برابر عمق آن نقطه زير سطح آزاد آب است.
توزيع هيدروستاتيكي فشار
فصل 2
6
جريان يكنواخت
سطح آب موازي كف كانال است.
سطح مقطع (1-0)، الماني به طول و عرض واحد
(عمود بر صفحه) در نظر بگيريد. هر نقطه اي مثل A در عمق y (كه عمود برسطح آزاد آب اندازه گيري مي‌شود)، وزن ستون آب و در جهت قائم عمل مي‌كند.
فشار در با مولفه عمودي وزن ستون موازنه برقرار مي‌كند. لذا
(چرا؟)
پس هد پيزومتريك در A برابر است با:
يعني فشار به صورت خطي با y تغيير مي‌كند. لكن ضريب تناسبي است.
فصل 2
7
جريان يكنواخت
اگر نقطه O را در نظر بگيريم، h عمق عمود بر جهت جريان است و d عمق قائم نقطه O تا سطح آزاد آب، در اين صورت و فشار در كف و در O برابر است با:
هد پيزومتريك در هر نقطه اي مثل A، برابر است با:
لذا در كل مقطع هد پيزومتريک
شيب رودخانه ها و كانالها را خيلي تند گويدن اگر يا
به طور كلي اگر يا شيب كمتر از 10% باشد، تويع فشار را مي‌توان هيدروستاتيكي در نظر گرفت. به روايت ديگر يا 7.18< شيب كه در اغلب موارد اين شرايط برقرار است. پس زين پس:
هد فشار
فصل 2
8
توزيع فشار در جريان خميده
انحناي خطوط جريان در جريان متغير تدريجي آنقدر كم است كه an قابل اغماض است. لذا توزيع فشار در جريان متغير تدريجي را نيز مي‌توان هيدروستاتيكي در نظر گرفت.
z + عمق قائم = هد پيزومتريك =
فصل 2
9
جمع بندي
جمع بندي: در جريان كانالهاي باز، توزيع فشار هيدروستاتيكي است. اگر:
شيب كانال خيلي زياد باشد.
انحناي خطوط جريان زياد باشد. مثل محل ريزش آزاد آب Free overfall