Kennedy'nin Kanal Sistemi Teorisi: Konsept, Sınırlamalar ve Tasarım

Kennedy'nin Kanal Sistemi Teorisi'ndeki sulama kanallarının kavramı, kısıtlamaları ve tasarımı hakkında bilgi edinmek için bu makaleyi okuyun.

Kennedy Teorisi Kavramı:

Üst Bari Doab kanal sistemi en eski sulama sistemlerinden biridir. Punjab İcra Mühendisi Bay RG Kennedy, PWD, 1895'te bu kanal sisteminden sorumluydu. Kanal uzun bir süre silt edilmedi. Kanalın istikrarlı bir aşamaya ulaştığını ve bu nedenle de akış hızının kritik bir aşamaya ulaştığını iddia etti. Bu kanal sisteminin istikrarlı bir şekilde erişebilmesi için yaklaşık 20 siteyi çalıştı ve sonunda adından sonra bilinen bir teori geliştirdi.

Akan kanallardaki tortu, sadece, her zaman akıntının tam genişliği boyunca gözlemlenebilen ve yüzeye hafifçe kaynayan sabit eddelerin dikey bileşenleri tarafından süspansiyon halinde tutulur. (Eddies üretimi nedeni yatağın pürüzlülüğüdür). Akışın silt destekleme gücü için bir ifade elde etmek için, desteklenen silt miktarının yatağın genişliğine orantılı olduğu ve diğer tüm koşulların aynı kaldığı güvenle kabul edilebilir.

Ayrıca, V 0 akışının hızına göre de değişir. V 0 n-1 ile orantılı alınabilir. Hızın artması, girdap kuvvetinin daha büyük olacağı açıktır. Hız sıfır olduğunda kuvvet sıfır olur. 'N' faktörü bazı endekslerdir.

Kennedy'ye göre, derinlik üçüncü değişken olsa da, eddilerin sayısını veya gücünü etkileyemedi.

Bu nedenle akışta desteklenen silt miktarı A - B- V 0 - V 0 n-1 ile ifade edilebilir .

A, bir miktar sabittir;

B, kanalın yatak genişliğidir; ve

V 0, kararlı durumdaki hızdır.

Taşınan silt miktarı,

AB V 0 n-1 x V 0 = AB V 0 n

Burada bütün silt sedimentlerinin askıya alınmakta olduğunu bilmek önemlidir. Tabii ki, küçük ağır ağır siltlerin yatak boyunca yuvarlanan bir yatak yükü olarak taşındığı gerçeğinden şüphe yoktur. Bu miktar doğrudan BV 0 olarak değişecektir, bunun yerine BV 0 n .

Aynı zamanda, yuvarlanma siltini dahil etmek için, askıya alınmış silt tek başına düşünüldüyse, n değerinden daha düşük alınmalıdır.

Kennedy, V 0 ve akış derinliği arasında çeşitli grafikler çizdi ve son olarak V 0 hesaplamak için bir formül verdi. Formül

V 0 = C. D n

Nerede

V 0, m / sn olarak kritik hızdır;

D, m cinsinden tam besleme derinliğidir;

ve C sabittir. Silt karakterine bağlıdır. Malzeme ne kadar kaba olursa, sabitin değeri de o kadar büyük olur.

n bir indeks. Aynı zamanda silt tipine de bağlıdır.

Pencap Devleti için C ve n değerlerini verdi ve dolayısıyla formül

V 0 = 0.546 D 0.64 … (1)

Silt derecesinin de önemli bir rol oynadığının farkına vardıktan sonra (1) formülünü değiştirdi. Yeni form

V = 0.546 m. D 0.64 … .. (2)

M CVR veya V / V 0 ise

Kaba kum için m değeri 1.1 ila 1.2 olarak alınabilir. Daha iyi malzeme için ise 0, 8 ila 0, 9 arasında tutulabilir.

Kennedy teorisine dayanarak, V = C. D n gibi benzer yapıdaki formüller çeşitli bölgelerde geliştirilmiştir.

Kennedy Teorisinin Sınırlamaları:

ben. B / D ilişkisinin yokluğunda, Kennedy teorisi kanal boyutlarını benzersiz şekilde sabitlemek için kolay bir temel sağlamaz.

ii. Silt kalitesi ve silt yükü için mükemmel tanımlar verilmemiştir.

iii. Silt taşınımının karmaşık olgusu tam olarak hesaba katılmaz ve yalnızca kritik hız oranı (m) kavramı yeterli kabul edilir.

iv. Teori kapsamında boyuna eğime karar vermek için bir hüküm yoktur.

v. Kutter'ın formülünde içsel sınırlamalar kullanıldığında, Kennedy'nin kanal tasarım prosedüründe geçerli kalır.

Kennedy Teorisini Kullanarak Sulama Kanallarının Tasarımı:

Bir sulama kanalı Kennedy teorisi tarafından tasarlanacaksa, önceden FSD (Q), ağırlık katsayısı (N), CVR (m) ve boyuna eğim (S) bilmek önemlidir.

Daha sonra aşağıdaki üç denklem bölümünden yararlanılarak denemeler yapılabilir:

V = 0.546 m. D 0.64

Q = AV; ve

V = C√RS

Tasarım prosedürü aşağıdaki adımlarla özetlenebilir:

ben. Makul tam tedarik derinliğini varsayalım, D.

ii. (1) denklemini kullanarak V değerini bulun.

iii. Bu V değerinde, denklemin (2) kullanılması A'yı bulur.

iv. Yan eğim varsayarsak ve A ve D bilgisinden yatak genişliğini B öğrenir.

v. Alan oranı ve ıslanan çevre olan R'yi hesaplayın.

vi. Denklem (3) kullanarak gerçek hız V değerini bulun.

Varsayılan D değeri doğru olduğunda, (f) basamağındaki V değeri, (b) basamağında hesaplanan V ile aynı olacaktır, eğer başka bir uygun D değeri almazsa ve işlemi her iki hız değeri çıkana kadar tekrarlayın aynı Ol.

Burada, aynı Q, N ve m değerleri için, ancak farklı S değerleri ile çeşitli kanal bölümlerinin tasarlanabileceği kabul edilebilir. Hepsinin eşit derecede tatmin edici olmayacağından bahsetmeye gerek yok. Belirli bir eğimi sabitlemek için rehberlik etmek (b). Woods, çeşitli Q, S, N, m değerleri için uygun S / B oranları verdiği deneyime dayanarak bir tablo verdi (Tablo 9.9). Ayrıca, uygun BID oranının benimsenmesiyle denemeler yapmaktan kaçınılabilir.

Böylece, Q, N, m ve BID oranı, yukarıda verilen üç formül, yani Kennedy'nin denklemi, süreklilik denklemi ve Chezy'nin formülü kullanılarak verildiğinde, kanal denemeler yapmadan benzersiz bir şekilde tasarlanabilir.

Tasarım prosedürü aşağıdaki adımlarla özetlenebilir:

ben. (1) denklemini kullanarak V, sadece D olarak ifade eder.

ii. Verilen BID oranından ve yan eğimlerden A alanını sadece derinlik D cinsinden hesaplayın (yan eğimler verilmezse uv: 1 alüvyal kanal için yan eğimler olarak alın).

iii. (2) denklemini kullanarak sadece V ve D arasında başka bir ilişki elde edin.

iv. F ve D arasındaki ilişkiyi veren iki denklemi aynı anda denklem olarak çözün ve D'nin değerini bulun.

v. Bilinen BID oranından B değerini hesaplayın.

vi. Kennedy'nin denkleminden V'yi hesaplayın (1).

vii. Chezy'nin denklemini kullanarak S'nin değerini hesaplayın.

Sorun:

Aşağıdaki veriler için bir sulama kanalı tasarlayın: