Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ Prof. Dr. M. Tunç ÖZCAN Tarım Makinaları Bölümü 8.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "AKIŞKANLAR MEKANİĞİ Prof. Dr. M. Tunç ÖZCAN Tarım Makinaları Bölümü 8."— Sunum transkripti:

1 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ Prof. Dr. M. Tunç ÖZCAN Tarım Makinaları Bölümü 8

2 Kanal Geometrik Yapısı Kanallar hidrolik olarak en az sürtünmesi olan, en fazla debiyi ileten geometrik yapıda olmalıdırlar. Bunu sağlamak için en büyük hidrolik yarıçaplı kanal geometrisine ulaşmak gerekir. Diğer yandan da kanalın yapım güçlükleri nedeniyle en ekonomik yapım şeklini sağlayacak, uzun ömürlü kanal geometrisini tercih etmemiz gerekiyor.

3 ” en az sürtünme ve en fazla debi ” Bu iki kısıtlayıcı özelliği birlikte sağlayacak bir çözüm bulmak önemli bir mühendislik problemidir. Tek bir çözümü de yoktur. Çevresel etkiler ve ekonomik koşullar altında farklı çözümler üretilebilir. Çözüm öncelikle kanal geometrisinde yatmaktadır.

4 Kanallarda Geometrik Elamanlar

5 Kanal geometrisi, kanalın geometrik şekline ilişkin özelliklerdir. Kanal geometrik şekli, (b) taban genişliği, (m) şev eğimi, (t)serbest yüzey genişliği, (h) su derinliği, (A) kesit alanı,(P) ıslak çevresi, (R) hidrolik yarıçapı, Taban genişliği (b) : Kanalın taban kenarıdır. Yamuğun dar kenarını oluşturur, yataydır.

6 Şev eğimi (m) : Kanalın eğimli iki kenarıdır. Bu kenarların eğimi yapımında kullanılan malzemeye ve kanalın açıldığı yerin toprak yapısıyla ilişkilidir. Şev ifadesinde kullanılan (m) kanal yan kenar eğimini birim yükseklik için verir. Bir başka deyişle hipotenüsü eğimli kanal kenarı ile aynı eğime sahip dik üçgenin kısa dik kenarının (1 m ) uzunluğu için yatay kenarın uzunluğudur.

7 Yamuk ve üçgen kanallarda kanal yan kenarının yatay izdüşümü (L) şöyle hesaplanabilir. L= m.h Kanal yan kenarının gerçek uzunluğu ( C ) şev eğimi ve dik üçgen bağıntıları yardımıyla hesaplanabilir. Yamuk ve üçgen kanallarda aşağıdaki gibi hesaplanabilir.

8 Serbest yüzey genişliği (T) : Kanalda akan suyun havayla oluşturduğu serbest yüzeyidir. Bu uzunluk yamuk şekilde kesitin en büyük kenarıdır. Suyun yan kenarlara temas ettiği yerden ölçülür. Su derinliği (h) : Kanaldaki suyun derinliği.

9 Akış kesit alanı (A) : Kanalda akan suyun kesit alanı, geometrik şeklin alanıdır. Islak çevre (P) : Suyun kanal içerisinde ıslattığı uzunluktur. Hidrolik yarıçap ( R ) : Kanal akış kesit alanının ıslak çevreye oranıdır. R= A / P

10 .

11 Hidrolik olarak kanal kesitinden en fazla suyu akıtmak asıl amaçtır. Bunun için hidrolik yarıçapında en büyük olması gerekir. Hidrolik yarıçapı büyütecek birinci terim kesit alanıdır. Kesitin artması debiyi de artırır. Diğer terim ise ıslak çevredir. Islak çevre hidrolik yarıçapı ters orantılı olarak etkiler. Hidrolik yarıçapı büyütmek için ıslak çevreyi en küçük tutabilmek gerekir. Bu kesite “en uygun kesit” adı verilmektedir.

12 En uygun kesit için belirli bir (A) alanının en küçük çevrede oluşması istenir. Bilindiği gibi bu geometrik şekil dairedir. Daire belirli bir çevrede en büyük alanı çevreler. Yarım dairede aynı hidrolik yarıçapa sahiptir. Bu nedenle açık kanlarda en uygun kesit yarım dairedir.

13

14 Yarım daire şeklinde kanal kesitlerini metal malzemeleri presleyerek kolayca üretmek olasıdır. Ancak toprak yüzeyine kanal kazarken, betonarme olarak kalıplarken, toprak yüzeyi beton veya diğer malzemelerle kaplarken yarım daire şekli uygulamak oldukça güçtür. Kalıplama maliyetlerini ve işçiliği önemli oranda artırır. Toprak kanal olarak kısa süre içerisinde bozulur. Kanal içerisini temizlerken yarım daire şekli korumak güçtür.

15 Kanallar toprak yüzeyine kazı ve dolgu yapılarak açılır. Kazılan bir kısım toprak kenarlara yığılarak kanal şevini oluştururlar. Böylece büyük kesitler elde ederken olduğunca az materyal kazılmış ve taşınmış olur. Bu yolla maliyetler azaltılır.

16 Yanlara yığılarak kanal şevini oluşturan ve sedde adı verilen toprak materyal kendi yığılma açısı yada doğal şev açısından daha küçük bir açıda eğim verilerek yığıldığında şeklini kolayca korumaktadır. Bu yüzeylerin kaplanması da kolaylaşmaktadır. Bu nedenle uygulamada kanallar yamuk kesitli olarak yapılmaktadır.

17 .

18 Zemin YapısıKenar eğimi Kaya0,2 / 1 Gevşek kaya0,5 / 1 Sert kil1 / 1 - 1,5 / 1 Kil, kum, çakıl1,5 / / 1 Kumlu zemin2,5 / / 1 Çık kumlu zemin3 / 1 Beton kaplama1,5 / 1

19 AÇIK KANALLARDA SÜRTÜNME EŞİTLİĞİ

20

21 Bu son eşitliğe CHEZY eşitliği denmektedir. Bir Çok araştırmacı bu eşitliği kabullenmiş ve sürtünme faktörü denebilecek ( C) katsayısının hesaplanmasıyla ilgilenmiştir.

22 Bazin eşitliği Bazain Henry, Darcy ile çalışmıştır. Bazin 1897 yılında 0,2 -2,0 m genişliğinde, 0,2 -0,95 m derinliğinde, 0,0015 – 0,1 kanal taban eğiminde ve 0,1 – 1,236 m/s hız aralığında çalışmıştır. Eşitliği bu aralıklarda kullanılabilir.

23 Bu değer Chezy genel eşitliğinde yerine konduğunda Bazin’in hız eşitliğine ulaşılır

24 Bazin eşitliği () katsayısı değerleri Kanal sınıfı Kanal özelliği () katsayısı 1Çok Düzgün kanallar ( perdahlı çimento) 0,06 2Düzgün kanallar (tuğla, kesme taş düzgün sıva yapılmış kanallar) 0,06 3Moloz taş duvar, kalıptan yeni çıkmış beton kanallar 0,46 4Taş örgü ve düzgün toprak kanallar0,85 5Doğal toprak kanallar1,30 6Çok pürüzlü, çakıllı, otlanmış toprak kanallar 1,75

25 Kutter Eşitliği Kanalizasyon ve küçük kanallarda iyi sonuç veren Kutter formülü aşağıdaki gibidir.

26 Kutter eşitliği (m) katsayısı değerleri Kanal Tipim sayısı İyi rendelenmiş ahşap ve üzeri şaplanmış beton kanallar 0,15 Beton ve betonarme kanallar0,20 Tuğla ve kesme taş yapılmış düzgün kanallar0,25 Moloz taş duvar ve adi taş kanallar0,30 Adi harçlı kanal ve kaba beton kanallar0,50 Temiz şekilde yapılmış düzgün toprak kanallar1,50 Kanal şevleri otlu kanallar1,75 Bakımsız otlanmış toprak kanallar2,00 Fazla otlanmış, çakıllı dereler ve toprak kanallar2,50

27 MANNİNG EŞİTLİĞİ Manning eşitliği açık kanlarda en yaygın kullanılan eşitliktir.

28 DSİ tarafından (n) katsayısı için aşağıdaki değerlerin kullanılması önerilmiştir. Normal beton kanalarda n=0,016 Kuruda açılmış düzgün kesitli tabanında kum birinkisi olan toprak kanalar n= 0,028

29 Manning eşitliği (n) katsayısı değerleri Kanal Tipin sayısı Ahşap ve metal kanallar ve metal kalıpla yapılan beton kanallar0,011 Kalıptan çıktıktan sonra iyice temizlenen beton kanallar0,013 Normal beton kanallarda (*)0,016 Eski beton kanallar, az hasarlı0,019 Çok güzel işlenmiş tuğla ve kesme taş kanallar0,014 İyi yapılmış moloz taş duvar veya harçlı pere duvar0,018 Kuru duvar inşaatı veya pere kanallar0,028 Kuru açılmış, çok düzgün kesitli ve bitkisiz toprak kanallar0,019 Kuruda açılmış, çok düzgün kesitli, bitkisiz, tabanında kum ve çakıl olan toprak kanallar 0,023 Kuruda açılmış, düzgün kesitli, tabanında kum birikintileri ve bitki olan toprak kanallar (*) 0,028 Su altında ekskavatörle açılmış kanallar0,029 Kötü durumda olan kanallar, şevleri bozulmuş, tabanında bitki örtüsü ve kum birikintisi olan toprak kanallar 0,035 Doğal kayalarda dinbamitle açılan şevleri düzeltilmemiş kanallar0,038- 0,047

30

31

32


"AKIŞKANLAR MEKANİĞİ Prof. Dr. M. Tunç ÖZCAN Tarım Makinaları Bölümü 8." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları