إن فهم التدفق الحرج ورقم الطراز ضروري لتحليل نظم القنوات المفتوحة، وتساعد هذه المفاهيم المهندسين على تحديد نظم التدفق وتصميم هياكل فعالة لنقل المياه.

"مُتفجرات حرجة في قناة مفتوحة"

ويحدث التدفق الحرج عندما تساوي سرعة التدفق سرعة الموجة في القناة، وفي هذه المرحلة، تتحول التدفق بين الدول دون الحرجة والخارجة عن الحاجة، وتتميز بعمق تدفق محدد يسمى العمق الحرج.

إن حالة التدفق الحرجة مهمة بالنسبة للتصميم الهيدروليكي، لأنها تؤثر على استقرار التدفق وطاقة التدفق، ويمكن حسابها باستخدام معدل التدفق، وخبرة القناة، وتسريع الجاذبية.

حساب المهرج الحرج

ويمكن تحديد معدل التدفق الحرج (Qc) مع الصيغة التالية:

Q]c] = Ac] × V]c

Where Ac] is the cross-sectional area at critical depth and V]c is the critical velocity.

dc = (Q]2] /(g × b2)1/3]

عدد القنوات في القنوات المفتوحة

إن رقم الفرود هو بارامتر لا بُعد يشير إلى نظام التدفق، ويقارن القوى غير الداخلية بالقوات الجاذبية في التدفق.

ويحسب على النحو التالي:

Fr = V/ (g × d)]1/2]

(أ) إذا كان التدفق هو [(FLT:0]V] هو سرعة التدفق، d] هو عمق التدفق، وg]]]] هو تسارع الجاذبية.

التطبيق في التصميم

ويستخدم المهندسون هذه الحسابات لتصميم قنوات تحافظ على ظروف التدفق المرغوبة، ويظل ضمان تدفقها دون حرج أو حرجية في نقاط محددة يساعد على مكافحة التحات، ونقل الرواسب، وفقدان الطاقة.