Transcript Slide 1
1 فصل مفاهیم اساسی جریان سیاالت 1 http://www.tayyeb.info/hydraulics/ مفاهیم .:انواع جریان معیار زمان dv dy 0, 0 dt dt معیار زمان جریان دائمی (ماندگار) جریان غیر دائمی Steady Flow dv dy dQ 0 , 0 , 0 dt dt dt 2 مفاهیم .:انواع جریان معیار مکان معیار مکان (فضا) جریان یکنواخت جریان غیر یکنواخت Uniform Flow متغیر تدریجی Varied Flow Gradually V.F. انحنای خطوط جریان کم است. متغیر ناگهانی متغیر مکانی Spatially V.F. Rapidly V.F. اضافه یا کم شدن جریان آب 3 مفاهیم:. تقسیم بندی جریان در کانال های باز جریان دائمی جریان غیر دائمی 4 مفاهیم .:تقسیم بندی جریان در کانال های باز جریان غیر دائمی جریان دائمی .1 .2 .3 .4 یکنواخت : متغیر تدریجی :پس زدگی در پشت دریچه کشویی کانال ،بند و یا سد متغیر ناگهانی :پرش هیدرولیکی متغیر مکانی 5 مفاهیم .:تقسیم بندی جریان در کانال های باز جریان غیر دائمی جریان غیر دائمی .1 .2 .3 .4 یکنواخت X : متغیر تدریجی :عبور سیل از رودخانه متغیر ناگهانی :جزر و مد در رودخانه – بستن ناگهانی دریچه کشویی کانال متغیر مکانی 6 مفاهیم .:تقسیم بندی جریان در کانال های باز اثر لزجت حالت جریان :حالت جریان تحت تاثیر اثرات لزجت ثقل و دانسیته است. اثر لزجت انواع جریان جریان الیه ای (آرام) جریان بینابینی (انتقالی) جریان متالطم (آشفته) آزمایشات نشان داده است که جریان با عدد رینولدز 5000-2000حالت انتقالی دارد .حال با توجه به اینکه در لوله D=4Rلذا میتوان حالت بینابینی در کانال را در گستره 1250-500در نظر گرفت. 7 اثر ثقل مفاهیم .:تقسیم بندی جریان در کانال های باز ثقل L طول مشخصه که عمق هیدرولیکی D در نظر گرفته می شود. عمق هیدرولیکی : B عرض سطح آزاد آب : A مساحت سطح مقطع جریان جریان زیر بحرانی جریان بحرانی جریان فوق بحرانی A D B Sub Critical Flow Critical Flow Super Critical Flow 8 V Fr gL Fr 1 Fr 1 Fr 1 مفاهیم .:تقسیم بندی جریان در کانال های باز دانسیته (جرم مخصوص) : جریان همگن : جرم مخصوص در تمام جهات برابر است. Homogenous Flow جریان الیه بندی شده : جرم مخصوص در جهات مختلف ,متفاوت است. Stratified Flow 9 اثر دانسیته مفاهیم:. انواع کانال های باز انواع کانال های باز : Open Channel .1کانال های باز طبیعی :رودخانه ها ,آبراهه ها .2کانال های باز مصنوعی :جوب ها ,زهکش ها و کانال هایی که برای اهداف خاصی ساخته می شوند. ● ● ● ● ● ● کانال کانال پایه دار تند آبراه شیب شکن تونل جریان باز آبرو Canal Flume Chute Drop Open Flow Tunnel Culvert 10 تقسیم بندی مفاهیم .:انواع کانال های باز تقسیم بندی بر اساس ماهیت مرز کانال : : Rigid Boundary Channelsکانال هایی که مرز آنان تغییر نمی کند)No deformable( . : Mobile Boundary Channelsکانال های باز طبیعی و کانال های مصنوعی که در تشکیالت آبرفتی حفر شده باشند و liningو پوشش دادهه نشده باشند. 11 شکل هندس ی کانال مفاهیم .:انواع کانال های باز شکل هندسی کانال : کانال منشوری : Prismatic Channelشیب و ابعاد و راستای کانال در طول آن تغییر نمی کند. کانال غیر منشوری 12 مقطع کانال مفاهیم .:انواع کانال های باز مقطع کانال :مقطع عمود بر جهت جریان. مقطع قائم کانال :مقطع قائمی که از پایین ترین نقطه مقطع عبور می کند. مقطع ها : منظم :شکل هندسی منظم دارند :مثلث ,مستطیل ,ذوزنقه و غیره... نامنظم :غیر هندسی :رودخانه ها 13 اجزاء هندس ی مقطع کانال مفاهیم .:انواع کانال های باز عمق جریان y :عمق قائم جریان عمق مقطع جریان d :عمود بر جهت جریان تراز Stage • • • • شعاع هیدرولیکی R A P • عمق هیدرولیکی D A B • ضریب مقطع ZA D پهنای فوقانی جریان B سطح مقطع -مساحت جریانA محیط خیس شده P 14 مفاهیم:. اصل پیوستگی اصل پیوستگی : Continuity Equation خط جریان :خطی است که در هر لحظه برایند سرعت بر آن خط مماس است. لوله جریان :بخشی از سیال که محصور به چندین خط جریان می باشد. معادله پیوستگی جریان در : جریان دائمی -متغییر تدریجیQ A1V1 :A 2V2 لوله جریانی را در نظر بگیرید. جریان دائمی -متغییر اگر qxثابت باشد. dQ dx مکانی : Q Q1 qx dx qx Q Q1 xqx Q1 L.qx 15 مفاهیم:. اصل پیوستگی معادله پیوستگی جریان در جریان غیر دائمی : Q1و Q2لزوما برابر نیستند در این شکل Q2را بزرگتر از Q1در نظر بگیرید. ( ) F=ma معادالت عمومی حرکت : معادله انرژی : معادله مومنتم impulse : 2 2 ) Fds m ads 12 m(V2 V1 ) Fdt m adt m(V2 V1 16