Η διαδικασία αυτή περιλαμβάνει την εφαρμογή αρχών της μηχανικής ρευστών και συγκεκριμένων εξισώσεων που σχετίζονται με τις συνθήκες ροής. Τα παρακάτω βήματα περιγράφουν μια απλή προσέγγιση για τον προσδιορισμό του κρίσιμου βάθους ροής.

Κατανόηση της Κρίσιμης Ροής

Κρίσιμη ροή συμβαίνει όταν η ταχύτητα ροής και η ταχύτητα κύματος είναι ίσες. Σε αυτό το σημείο, οι μεταβάσεις ροής μεταξύ υποκρίσιμων και υπερκρίσιμων καταστάσεων. Το κρίσιμο βάθος ροής είναι το βάθος στο οποίο πληρούται αυτή η κατάσταση, και είναι μια βασική παράμετρος στον υδραυλικό σχεδιασμό.

Υπολογισμός βήμα προς βήμα

Ο υπολογισμός περιλαμβάνει τη χρήση της συγκεκριμένης ενεργειακής εξίσωσης και την απαλλαγή της ροής. Τα κύρια βήματα είναι τα ακόλουθα:

  • Καθορίστε την εκφόρτιση ροής (Q) και το σχήμα διατομής του καναλιού.
  • Υπολογίστε την περιοχή ροής (Α) και την υδραυλική ακτίνα (R).
  • Χρησιμοποιήστε τον τύπο κρίσιμης κατάστασης ροής: Q2 = g * A3 / T, όπου g είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας και T] είναι το άνω πλάτος της ροής στο κρίσιμο βάθος.
  • Λύστε για το κρίσιμο βάθος (dc) αναδιατάσσοντας τον τύπο με βάση το σχήμα καναλιού.

Παράδειγμα υπολογισμού

Για ένα ορθογώνιο κανάλι με γνωστή έκκριση 2 m3/s και πλάτος 1 m, το κρίσιμο βάθος μπορεί να υπολογιστεί με την αντικατάσταση των γνωστών τιμών στους τύπους. Αυτό αποδίδει κρίσιμο βάθος περίπου 0,81 μέτρα.