Kısmi Dolu Boru Hesaplayıcı

Kısmen dolu akan dairesel borunun normal derinliğini, hızını ve doluluk oranını bulun.

Kısmen Dolu Dairesel Borularda Akış

Yağmur suyu ve kanalizasyon boruları genellikle basınçla tam dolu değil, serbest su yüzeyiyle kısmen dolu akar. Bu hesaplayıcı, verilen debi için dairesel bir borudaki normal derinliği ve hızı Manning denklemiyle bulur ve akışı borunun tam dolu kapasitesiyle karşılaştırır.

θ = 2·arccos(1 − 2y/D); A = D²(θ − sin θ)/8; P = Dθ/2; Q = (1/n)·A·R2/3·S1/2, R = A/P

  • D: boru iç çapı (m)
  • y: su derinliği (m)
  • n: Manning pürüzlülük katsayısı
  • S: boru eğimi (m/m)

Dairesel kesitte debi, y/D derinlik oranı yaklaşık 0,938 olduğunda en yüksek değerine ulaşır ve tam dolu debinin yaklaşık 1,076 katı olur. Debi tam dolu kapasiteyi aştığında serbest yüzeyli bir normal derinlik bulunmaz; hesaplayıcı derinlik yerine bunu bildirir.

Hesaplayıcıya Git

Normal Derinlik (y)

0.000 m

Doluluk Oranı (y/D)

0.000

Akış Hızı (V)

0.000 m/s

Debi Oranı (Q / Qfull)

0.000

Froude Sayısı (Fr)

0.000

Tam Dolu Kapasite (Qfull)

0.000 m³/s

D: m · S: m/m · n: s/m1/3 · Q: m³/s · V: m/s. Manning denkleminin SI biçimi kullanılır. USACE Hidrolik Referans Kılavuzu, Bölüm 2

Çözümlü örnek ve kullanım sınırları

Çözümlü örnek

İç çapı D = 0,6 m, eğimi S = 0,002 ve pürüzlülüğü n = 0,013 (beton) olan bir boru Q = 0,20 m³/s taşısın. Tam dolu kapasite Qfull = 0,275 m³/s ve tam dolu hız 0,97 m/s'dir. Debi oranı Q/Qfull = 0,73 olduğundan boru serbest yüzeyli akar: normal derinlik y ≈ 0,380 m (y/D = 0,633), hız V ≈ 1,06 m/s ve Froude sayısı Fr ≈ 0,59 bulunur. Aynı boruda Q = 0,05 m³/s için y ≈ 0,173 m (y/D = 0,289) ve V ≈ 0,74 m/s olur; düşük debilerde borunun sığ aktığını ve hızın düştüğünü gösterir.

Sonucu yorumlamak

Boruyu yalnızca tam dolu kapasiteye göre değil, beklenen en küçük ve en büyük debilerdeki derinlik ve hıza göre de kontrol edin. Yetkili kurumlar genellikle en küçük hız, en büyük hız ve izin verilen doluluk oranı için ölçüt belirler; uygulanacak ölçüt proje özelinde teyit edilmelidir.

Varsayımlar ve sınırlar

  • Akım daimi ve üniformdur; çap ve eğim iki rögar arasında sabittir. Rögar girişlerinde, birleşimlerde ve eğim değişimlerinde akım değişkendir.
  • n derinlikten bağımsız sabit alınır; gerçekte tortu, birikinti ve bağlantı yerleri pürüzlülüğü değiştirebilir.
  • Debi tam dolu kapasiteyi aştığında boru basınçlı akar; bu durum serbest yüzeyli Manning derinliğiyle değil, yük kaybı hesabıyla değerlendirilir.
  • Froude sayısı 1'e yakınsa normal derinlik kararsızdır ve küçük girdi değişimleri derinliği belirgin biçimde değiştirebilir.

Devamında okuyun

Profesyonel Desteğe mi İhtiyacınız Var?

Projenize özel analiz ve teknik rapor hazırlama için mühendislik desteği alın. Kurum görüşü, ilgili kurumun kendi değerlendirmesidir.

Bize Ulaşın