Open channel hydraulics for engineers. Chapter 2 uniform flow
Thông tin tài liệu:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Open channel hydraulics for engineers. Chapter 2 uniform flow OPEN CHANNEL HYDRAULICS FOR ENGINEERS-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Chapter UNIFORM FLOW 2.1. Introduction 2.2. Basic equations in uniform open-channel flow 2.3. Most economical cross-section 2.4. Channel with compound cross-section 2.5. Permissible velocity against erosion and sedimentationSummaryThe chapter on uniform flow in open channels is basic knowledge required for allhydraulics students. In this chapter, we shall assume the flow to be uniform, unlessspecified otherwise. This chapter guides students how to determine the rate of discharge,the depth of flow, and the velocity. The slope of the bed and the cross-sectional arearemain constant over the given length of the channel under the uniform-flow conditions.The same holds for the computation of the most economical cross section when designingthe channel. The concept of permissible velocity against erosion and sedimentation isintroduced.Key wordsUniform flow; most economical cross-section; discharge; velocity; erosion; sedimentation2.1. INTRODUCTION2.1.1. Definition Uniform flow relates to a flow condition over a certain length or reach of a streamand can occur only during steady flow conditions. Uniform flow may be also defined as theflow occurring in a channel in which equilibrium has been reached between gravitationalforce and shear force. Many irrigation and drainage canals and other artificial channels aredesigned to carry water at uniform depth and cross section all along their lengths. Naturalchannels as rivers and creeks are seldom of uniform shape. The design discharge is set byconsiderations of acceptable risk and frequency analysis, whereas the channel slope andthe cross-sectional shape are determined by topography, and soil and land conditions.Uniform equilibrium open-channel flows are characterized by a constant depth and aconstant mean flow velocity: h V 0 and 0 (2-1) s swhere s is the coordinate in the flow direction, h the flow depth and V the flow velocity.Uniform equilibrium open-channel flows are commonly called “uniform flows” or “normalflows”.Note: The velocity distribution in fully-developed turbulent open channel flows is givenapproximately by Prandtl’s power law (Fig. 2.1): y N 1 V (2-2) Vmax h where the exponent 1/N varies from ¼ down to ½ depending on the boundary friction andthe cross-section shape. The most commonly-used power law formulae are the one-sixth-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Chapter 2: UNIFORM FLOW 25OPEN CHANNEL HYDRAULICS FOR ENGINEERS-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------power (1/6) and the one-seventh power (1/7) formulas. It should be noted that the velocityin open-channel flow is assumed constant over the entire cross-section. Vmax V velocity h distribution v y Fig. 2.1. Velocity distribution profile in turbulent flowSuch flow conditions are represented schematically in Fig. 2.2. Considering Bernoulli’stheorem of the conservation of energy, between cross-sections 1 and 2, leads to theexpression: V2 V2 E1 z1 1 1 1 E 2 h L z 2 2 2 2 h L p p (2-3) 2g 2g where 1 and 2 are the Corriolis-coefficients corresponding to the velocities V1 and V2,respectively. They are also called the kinetic-energy correction coefficients. is equal toor larger than 1 but rarely exceeds 1.1. (Li and Hager, 1991). For a uniform velocitydistribution, = 1.The slope of the energy gradient line S is equal to the bed slope i of the channel, or: S= i L h (2-4) L energy-gradient line V12 hL 2g V 22 S 2g h1 1 p hydraulic-gradient line E1 g h2 ...
Tài liệu cùng danh mục:
-
Giáo trình Tiếng Anh nâng cao chuyên ngành Vật lý: Phần 1
165 trang 497 0 0 -
Giáo trình Các phương pháp phân tích hạt nhân nguyên tử: Phần 2
101 trang 436 0 0 -
Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 8 - PGS. TS Nguyễn Thành Vấn
52 trang 356 0 0 -
Secondary shock emitted during the collapse and rebound of a laserexcited cavitation bubble
4 trang 289 0 0 -
Bài giảng Vật lý đại cương 3 - Chương 7: Vật lý nguyên tử
24 trang 237 0 0 -
Bài tập Điện trường và cường độ điện trường - Đường sức điện
7 trang 215 0 0 -
Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm Vật lý đại cương điện-từ và quang (Phòng thí nghiệm A)
59 trang 211 0 0 -
Tiếp cận CDIO trong dạy học học phần Vật lý đại cương nhằm đáp ứng chuẩn đầu ra
4 trang 188 0 0 -
Giáo trình Vật lý đại cương B1: Phần 1 - Trường ĐH Thủ Dầu Một
180 trang 164 0 0 -
Ảnh hưởng của sự giam giữ phonon lên cộng hưởng từ phonon trong giếng lượng tử thế tam giác
7 trang 152 0 0
Tài liệu mới:
-
Khảo sát tình trạng dinh dưỡng trước mổ ở người bệnh ung thư đại trực tràng
9 trang 21 0 0 -
94 trang 19 0 0
-
Tham vấn Thanh thiếu niên - ĐH Mở Bán công TP Hồ Chí Minh
276 trang 20 0 0 -
Kết hợp luân phiên sóng T và biến thiên nhịp tim trong tiên lượng bệnh nhân suy tim
10 trang 19 0 0 -
Đề thi giữa học kì 1 môn Ngữ văn lớp 9 năm 2024-2025 có đáp án - Trường THCS Nguyễn Trãi, Thanh Khê
14 trang 21 0 0 -
Đánh giá hiệu quả giải pháp phát triển thể chất cho sinh viên Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
8 trang 20 0 0 -
Tỉ lệ và các yếu tố liên quan đoạn chi dưới ở bệnh nhân đái tháo đường có loét chân
11 trang 20 0 0 -
39 trang 19 0 0
-
Đề thi học kì 1 môn Tiếng Anh lớp 6 năm 2024-2025 có đáp án - Trường TH&THCS Quang Trung, Hội An
6 trang 19 1 0 -
Tôm ram lá chanh vừa nhanh vừa dễRất dễ làm, nhanh gọn mà lại ngon. Nhà mình
7 trang 19 0 0