Velocity Distribution: Nature and It's Measurement

Lees dit artikel om meer te weten te komen over de aard van de snelheidsverdeling en de meting ervan met drijvers.

Aard van Velocity Distribution:

In de kanalen is de stroom meestal turbulent en daarom wordt het enigszins moeilijk om een ​​gemiddelde snelheid op een bepaald punt te meten. Maar drie tot vier observaties op hetzelfde punt geven redelijk gemiddeld resultaat. Voor elk type stroming, laminair of turbulent, heeft de snelheidsverdeling over de kanaaldoorsnede enkele algemene kenmerken. Om tot een gemiddelde stroomsnelheid te komen, is het dus zeer essentieel om de aard van het snelheidsdistributie diagram te begrijpen. De snelheidsverdeling over de dwarsdoorsnede van een rechthoekig kanaal is weergegeven in figuur 15.1, (a), (b) en (c).

Ze geven:

ik. Isovels in een sectie.

ii. Velocity-profiel in verticale secties.

iii. Velocity-profiel in horizontale secties.

Uit figuur 15.1 is de aard van de snelheidsverdeling heel duidelijk. De methode van het plotten van het snelheidsdistributie diagram bestaat uit het meten van de snelheden in de middelpunten van de kleine vierkanten gevormd door denkbeeldige verticale en horizontale lijnen. Dan kunnen de punten met gelijke snelheden worden samengevoegd met een vloeiende curve om verschillende isovels te verkrijgen. Zo is isovel een curve die wordt verkregen door de punten met gelijke snelheden samen te voegen. De binnenste isovels zijn voor hogere snelheden.

Er is ervaren dat de maximale snelheid optreedt bij 0, 15. D tot 0, 20 D onder het wateroppervlak op de middellijn van het kanaal. De gemiddelde snelheid op het verticale gedeelte vindt plaats bij 0, 6 D onder het wateroppervlak. Er is ook bewezen dat de verhouding van maximale snelheid tot gemiddelde snelheid gewoonlijk 1, 2 is. Figuur 15.2 toont de verticale snelheidsverdeling op elke sectie.

Meting van Velocity door Floats:

Deze methode is heel eenvoudig en geeft redelijk nauwkeurige resultaten. Deze methode bestaat uit het noteren van de tijd die de drijvers nodig hebben om een ​​gemeten afstand te overbruggen.

Dan:

Afgelegde afstand met een vlotter in m / Tijd genomen in sec. = Snelheid in m / sec.

De drijvers kunnen worden ingedeeld in de volgende categorieën:

ik. Surface zweeft

ii. Ondergrond vlotters of dubbele drijvers

iii. Twin drijft

iv. Snelheidsstangen of staafdrijvers

ik. Surface Floats:

Ze zijn gemaakt van licht materiaal, bijvoorbeeld kurk. Om ze gemakkelijk van elkaar te onderscheiden, zijn ze er bovenop geschilderd. De lichte drijvers worden gewogen om ze vlak boven het wateroppervlak te laten drijven. De drijvers moeten van voldoende kleine afmeting zijn, zodat ze verder kunnen worden meegenomen door de snelheid van het oppervlaktegloeidraad. Over het algemeen varieert de diameter van de vlotter van 8 tot 16 cm. Het is natuurlijk waar dat de drijvers niet te licht moeten zijn, omdat de wind dan de beweging van drijvers kan beïnvloeden. Het meten van de snelheid gebeurt zoals vermeld hieronder (zie afb. 15.3).

Tweedraads kabels of kabels worden dwars over het kanaal gespannen, haaks op de stroming. De touwen zijn gemarkeerd om de kanaalbreedte in verschillende paden of sporen voor drijvers te verdelen. De twee touwen zijn gescheiden door een bekende afstand. De afstand tussen de touwen wordt een reikwijdte of een run genoemd.

Deze afstand moet voldoende lang zijn. Voor rivieren en grote irrigatiekanalen moet het meer dan 50 meter zijn. Meestal is een lengte van 75 meter voldoende. Voor gevoerde irrigatiekanalen en voor kleine ongevoerde kanalen moet de minimale lengte van de run 15 meter zijn.

Een derde gemarkeerd touw wordt over het kanaal stroomopwaarts van het bereik gespannen met ongeveer 15 tot 20 meter. De drijvers worden op dit punt vrijgegeven. Tegen de tijd dat drijvers de vlucht binnenkomen, krijgen ze een uniforme snelheid. De drijvers die hun respectievelijke sporen volgen, worden alleen in aanmerking genomen.

De drijvers kunnen worden waargenomen via theodolieten om de tijd die de drijvers nodig hebben om de run te kruisen nauwkeurig te noteren. Aangezien de snelheid van de drijvers wordt beïnvloed door de wind, moet een rustige dag worden gekozen om waarnemingen te doen. Door § deze methode wordt de oppervlaktesnelheid verkregen die niet de gemiddelde stroomsnelheid is. Daarom moet deze waarde worden vermenigvuldigd met een geschikte constante om te komen tot een gemiddelde stroomsnelheid.

ii. Subsurface Floats of Double Float:

Het bestaat uit een lichtere oppervlakterotatie bevestigd door een koord aan een holle metalen bol of een cilinder die een andere ondergrondse vlotter is (figuur 15.4).

De drijver van het onderoppervlak is iets zwaarder dan water. De diepte waarop de drijver van het suboppervlak moet worden opgesloten, kan worden verhoogd of verlaagd door de lengte van het snoer aan te passen. De oppervlakterich- ting in dit type kan van veel kleinere afmetingen worden genomen om de weerstand tegen beweging aan het oppervlak te verminderen.

Wanneer de ondergrondse vlotter nauwkeurig wordt ingesteld (ongeveer 0, 2 D boven de bodem) is de snelheid die wordt verkregen door het bepalen van de oppervlaktedrijver bijna gelijk aan de gemiddelde snelheid. Deze methode is beter dan float op het oppervlak. Nadeel van deze methode is echter dat het onmogelijk is om de exacte positie van de ondergrondse vlotter te bepalen.

iii. Twin Float:

Het bestaat uit twee holle metalen bollen van gelijke grootte bevestigd door een koord. Een van hen is zo gewogen dat deze verticaal onder die blijft die aan de oppervlakte drijft. De snelheid verkregen met deze methode is het gemiddelde van de snelheden aan het oppervlak en op de diepte van de vlotter. Als de onderste vlotter zodanig wordt afgesteld dat deze gewoon de bodem wist, dan zal de verkregen snelheid ongeveer de gemiddelde snelheid voor dat verticale gedeelte zijn.

iv. Velocity Rod of Rod Float:

Een snelheidstang of een staafvlot bestaat uit een holle metalen buis of een houten staaf. De diameter van de vlotterstang is ongeveer 3 tot 5 cm. De staaf is verzwaard aan de onderkant om de staaf verticaal te laten zweven met de bovenkant net boven het wateroppervlak. De staaf moet van voldoende lengte zijn om de volledige diepte te bestrijken.

Voor verschillende dieptes is de staaf gemaakt in verstelbare lengtes, dat wil zeggen, hij is telescopisch gemaakt. Voor grote rivieren kunnen de drijvers van staven zijn gemaakt van houten blokken van ongeveer 30 cm diameter gewogen. Het onderaan om ze verticaal te houden. Aangezien het onkruid het gebruik van staven belemmert, moet het gedeelte van het kanaal dat als run is geselecteerd, vrij zijn van onkruid. Figuur 15.5 toont rod floats.

De snelheid waarmee de staaf in het kanaal beweegt, is bijna gelijk aan de gemiddelde snelheid over de diepte. Als de lengte van de vlotter gelijk is aan de diepte van de stroming, kan het onderste uiteinde van de vlotter over het bed slepen. Dan is de stroomsnelheid nauwkeurig. Om dit probleem te vermijden, wordt het ondereinde van de staaf in het algemeen iets boven het bed van het kanaal gehouden, bijvoorbeeld met een hoogte van ₁ meter. Dan kan de gemiddelde snelheid van de sectie worden berekend op basis van de

Waarbij V de waargenomen snelheid van een staafvlotter is.

D is de stromingsdiepte in een kanaal.

D1 is speling tussen het onderste uiteinde van de stang en het beddingbed.

De hengel vlotter is geschikt voor grote kanalen en is beter dan elk ander type vlotter. Hier kan worden vermeld dat de procedure voor het meten van de snelheid door drijvers in alle gevallen vergelijkbaar is met die beschreven in de oppervlaktevlottermethode.