Open Channel

Introduction

วั�ตถุ�ประสงค์�• แนะน�� Open channel เปร�ยบเที�ยบกั�บ Closed

Conduit• แนะน��ลั�กัษณะหน��ต�ดกั�รไหลั• ให� Q = constant ส�งเกัตกั�รเปลั� ยนแปลังหน��ต�ด• ค์��นวัณ Critical Depth ได�• identify Supercritical แลัะ Subcritical

Many Types

• Rivers• Canals• Gutters• Sewers• Spillways• Culverts

Varied Cross Sections

• Natural • Rectangular• Circle• Triangle• Parabola

แตกัต!�งจ�กั Closed Conduit

• Close Conduit– ส!วันใหญ่!หน��ต�ดกัลัม– น�%�ไหลัเต&มหน��ต�ดที!อ– ค์วั�มด�นอ�จส(งกัวั!�หร)อต� �

กัวั!�บรรย�กั�ศ

• Open Channel– หน��ต�ดหลั�กัหลั�ย– น�%�ไหลัไม่�เต&มหน��ต�ด– ค์วั�มด�นที� ผิ,วัน�%�ด��นบน

เที!�กั�บบรรย�กั�ศ

น,ย�มแลัะส�ญ่ญ่ลั�กัษณ�Top

Bottom

T

y

P

P = Wetted Perimeter

R = hydraulic radius

กั�รเปลั� ยนแปลังค์วั�มลั-กัเม) อ Q ค์งที� (Steady flow)

• ลัดค์วั�มลั-กั y • V = Q/A • ค์วั�มเร&วัเพิ่, ม ถุ�� Y น�อยม�กั ?• ถุ�� Y -> 0 ค์วั�มเร&วัส(งม�กั• Kinetic energy V2 /2g ส(งม�กั• Pressure Head ต� �ม�กั แรงที� หน��ต�ดต� �ม�กั• Specific Energy

Example

Rectangular Open Channel Q = 3 m3/s width = 2m find specific energy at varying depthQ 3 cumecb 2 m

y V P/γ V2/2g Es

5

03.0

50.0

00.0

50.0

07

21

4

07.0

02.3

09

3

03.50.0

03.0

12.7

15.7

00.3

50.00

00.3

127

42

127

45

00.1

150

00

00.1

114

67.9

114

68

0

ส�งเกัตกั�รเปลั� ยนแปลัง Es

ต�องม� turning point จ�ดหน- ง อย(!ที� ไหน

Critical Depth

ExampleRectangular Open Channel Q = 3 m3/s width =

2m find critical depth and specific energy at critical depth

yc= 0.612 m

Specific Energy Curve

Critical Depth

Specific Energy at Critical Depth

Supercritical flow

Subcritical flow

Example: Subcritical Flow

http://pages.ripco.net/~jwn/nssclock.jpg

Example: Supercritical Flow

http://www.bbc.co.uk/lincolnshire/content/images/2007/06/25/horncastle_canal_352_352x470.jpg

Froude Number• Hydraulic Similarity: Dimensionless parameter• อ�ตร�ส!วันระหวั!�งโมเมนต�มกั�บแรง

• ใช้�กัรณ�ต�ดส,นวั!�กั�รไหลัเป1น supercriticalหร)อ subcritical

• ส� เหลั� ยมผิ)นผิ��

กั�รบ��น 4 ไม!ต�องส!ง • Roberson 4-18• 4-19• 4-20