Teoria systemu kanału Kennedy'ego: koncepcja, ograniczenia i projekt

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z koncepcją, ograniczeniami i projektowaniem kanałów irygacyjnych w Teorii Kanału Kennedy'ego.

Koncepcja teorii Kennedy'ego:

Górny system kanałów Bari Doab jest jednym z najstarszych systemów nawadniających. Pan RG Kennedy, inżynier wykonawczy w Punjab, był odpowiedzialny za ten system kanałów w 1895 roku. Kanał nie był oczyszczany przez długi okres. Zauważył, że kanał osiągnął stabilny etap, w związku z czym twierdził, że prędkość przepływu osiągnęła także etap krytyczny. Przebadał prawie 20 miejsc na stabilnym zasięgu tego systemu kanałów i ostatecznie opracował teorię, która znana jest po jego nazwisku.

Osad w przepływających kanałach jest utrzymywany w zawieszeniu wyłącznie przez pionowe komponenty ciągłych wirów, które zawsze można obserwować na całej szerokości dowolnego strumienia, delikatnie wrzącego do powierzchni. (Przyczyną powstawania wirów jest szorstkość łóżka). W celu uzyskania ekspresji dla mocy podtrzymującej muł, można bezpiecznie założyć, że ilość podłoża mielonego jest proporcjonalna do szerokości złoża, wszystkie pozostałe warunki pozostają takie same.

Zmienia się również z prędkością strumienia V ₀ . Może być proporcjonalny do V ₀ ^n-1 . Oczywiste jest, że większa prędkość, siła wirów będzie większa. Siła staje się zerowa, gdy prędkość wynosi zero. Factor 'n' to jakiś indeks.

Według Kennedy'ego, chociaż głębokość jest trzecią zmienną, nie może wpływać na liczbę ani siłę wirów.

W związku z tym ilość mułu znajdującego się w strumieniu może być wyrażona przez A - B - V ₀ - V ₀ ^n-1 .

Gdzie A jest trochę stałe;

B to szerokość łóżka kanału; i

V ₀ to prędkość w stanie stabilnym.

Ilość transportowanego mułu podana jest przez

AB V ₀ ^n-1 x V ₀ = AB V ₀ ⁿ

Konieczne jest tutaj rozpoznanie, że cały osad mułu jest w stanie zawieszenia. Oczywiście nie ma wątpliwości, że niewielka ilość cięższego mułu jest przenoszona jako ładunek złoża, który toczy się po łóżku. Ta kwota zmieniałaby się bezpośrednio jako BV ₀ zamiast BV ₀ ⁿ .

Uwzględniając również walcowanie muliste, wartość n należy przyjmować mniej, niż byłoby, gdyby zawieszony muł był analizowany oddzielnie.

Kennedy narysował różne wykresy między V ₀ a głębokością przepływu i ostatecznie dał wzór do obliczenia V ₀ . Formuła jest

V ₀ = C. D ⁿ

Gdzie

V ₀ jest prędkością krytyczną wm / s;

D to pełna głębokość zasilania wm;

a C jest stałe. To zależy od charakteru mułu. Gruboziarnisty materiał większy wartość stałej.

n to jakiś indeks. Zależy również od rodzaju mułu.

Dla stanu Pendżab podał wartości C i n, a zatem formuła jest

V ₀ = 0, 546 D ^{0, 64} ... (1)

Po rozpoznaniu faktu, że gatunek mułu również odgrywa ważną rolę, zmodyfikował wzór (1). Nowa forma jest

V = 0, 546 m. D ^{0, 64} ... (2)

Gdzie m jest CVR lub V / V ₀

Dla grubego piasku wartość m może być przyjęta jako 1, 1 do 1, 2. Podczas gdy w przypadku drobniejszych materiałów może on być przechowywany w zakresie od 0, 8 do 0, 9.

W oparciu o teorię Kennedy'ego formuły o podobnym charakterze, V = C. D ⁿ, były zaawansowane w różnych regionach.

Ograniczenia teorii Kennedy'ego:

ja. W przypadku braku relacji B / D teoria Kennedy'ego nie zapewnia łatwej podstawy do jednoznacznego ustalenia wymiarów kanału.

ii. Nie podano doskonałych definicji gatunku mułu i mułu.

iii. Złożone zjawisko transportu mułu nie jest w pełni uwzględnione i tylko krytyczny stosunek prędkości (m) jest uważany za wystarczający.

iv. Nie ma przepisu dotyczącego decydowania o nachyleniu podłużnym w ramach teorii.

v. Dzięki zastosowaniu nieodłącznych ograniczeń formuły Kutter'a w dalszym ciągu mają one zastosowanie w procedurze projektowania kanału Kennedy'ego.

Projektowanie kanałów nawadniających z wykorzystaniem teorii Kennedy'ego:

Kiedy kanał irygacyjny ma być zaprojektowany przez teorię Kennedy'ego, konieczne jest uprzednie poznanie FSD (Q), współczynnika chropowatości (N), CVR (m) i nachylenia podłużnego kanału (S).

Następnie korzystając z następujących trzech sekcji równań można zaprojektować na podstawie prób:

V = 0, 546 m. D ^{0, 64}

Q = AV; i

V = C√RS

Procedurę projektowania można określić w następujących krokach:

ja. Przyjmij rozsądną pełną głębokość dostaw, D.

ii. Za pomocą równania (1) sprawdź wartość V.

iii. Przy tej wartości V, używając równania (2) dowiedz się A.

iv. Zakładając zbocza boczne i ze znajomości A i D, znajdź szerokość łóżka B.

v. Oblicz R, czyli stosunek powierzchni do zwilżonego obwodu.

vi. Za pomocą równania (3) sprawdź wartość rzeczywistej prędkości V.

Gdy przyjęta wartość D jest prawidłowa, wartość V w kroku (f) będzie taka sama jak wartość V obliczona w kroku (b), jeśli nie przyjmiemy innej odpowiedniej wartości D i powtórzymy procedurę, aż obie wartości prędkości wyjdą na być takim samym.

Można tu zauważyć, że dla tych samych wartości Q, N i m, ale o różnych wartościach S można zaprojektować różne sekcje kanału. Nie trzeba dodawać, że wszystkie z nich nie byłyby równie satysfakcjonujące. Aby podać wskazówki dotyczące ustalania konkretnego nachylenia (b). Woods podał tabelę (Tabela 9.9) na podstawie doświadczenia, w którym daje stosunki B / D dla różnych wartości Q, S, N, m. Ponadto, poprzez przyjęcie odpowiedniego współczynnika BID można uniknąć wysiłku podejmowania prób.

Tak więc, gdy stosunek Q, N, m i BID jest podany przy użyciu powyższych trzech formuł, a mianowicie. Równanie Kennedy'ego, równanie ciągłości i formułę Chezy'ego kanał można zaprojektować w wyjątkowy sposób bez prób.

Procedurę projektowania można określić w następujących krokach:

ja. Używając równania (1) wyrażaj V tylko w kategoriach D.

ii. Z podanego stosunku BID i nachyleń bocznych obliczyć powierzchnię A tylko pod względem głębokości D (jeśli nachylenia boczne nie są podane, wziąć ½: 1 jako zbocza boczne dla dróg aluwialnych).

iii. Używając równania (2), uzyskaj inną relację tylko pomiędzy V i D.

iv. Rozwiąż dwa równania dające związek między F i D jako równaniami równoczesnymi i znajdź wartość D.

v. Oblicz wartość B ze znanego współczynnika BID.

vi. Oblicz V z równania Kennedy'ego (1).

vii. Używając równania Chezy'ego oblicz wartość S.