توزیع فشار در کانالها 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

توزیع فشار در کانالها

هدف از تعیین توزیع فشار در کانالها، مشخص نمودن نحوة تغییرات پارامتر فشار در عرض و در عمق در مقطع خاصی از کانال می باشد. با داشتن توزیع فشار در کانالها و یا با انتگرال گیری از نیروهای جزء فشاری می توان برآیند حاصل از این نیروهای فشاری را بر روی تاسیسات هیدرولیکی تعیین نمود . علاوه بر این اطلاع از چگونگی توزیع فشار در به کار بردن آگاهانه معادلات انرژی و اندازه حرکت در کانالها سودمند خواهد بود . در این قسمت روابط لازم در تعیین تغییرات فشار در سه حالت مختلف یعنی جریان های یکنواخت (موازی) ، جریان های متغیر تدریجی و جریان های با انحناء در صفحه قائم ارائه خواهد شد.

توزیع فشار در جریان های یکنواخت (موازی)

کانالی که با هر سطح شیب دار و سطح مقطع دلخواه را در نظر گرفته و فرض می کنیم که در این کانال جریان یکنواخت برقرار است. جهت به دست آوردن توزیع فشار در مقطع خاصی از این کانال مطابق شکل 1-9 الف ، ستونی از آب به عمق h (در صفحة عمود بر جهت عمومی جریان) و سطح مقطع dA را در نظر گرفته و تغییرات فشار در امتداد این ستون را مورد بررسی قرار می دهیم.

در صورتی که معادلة حرکت برای جرم این ستون و در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته شود با توجه به این که خطوط جریان موازی هستند (حریان موازی) مؤلفه شتاب در جهت عمود بر خطوط جریان نمایش داده شده وجود نداشته و لذا :

مؤلفة وزن در جهت عمود بر خطوط جریان = نیروی فشار

P در این رابطه ، که به قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار موسوم است بر مبنای فشار نسبی بیان گردیده است و h تغییرات عمق را در موضع مورد نظر در صفحه أی عمود بر جهت عمومی جریان نمایش می دهد . و نیز به ترتیب وزن مخصوص آب و زاویة شیب کانال می باشد . در صورتی که تعیین مقدار فشار در کف کانال مورد نظر باشد با قراردادنd به جای h می توان از رابطة زیر برای به دست آوردن فشار استفاده نمود :

(1-8)

در شکل 1-9 ب، نحوة تغییرات فشار در جریان یکنواخت ترسیم گردیده است که براساس آن ، فشار مربوطه به صورت خطی از صفر تا مقدار تغییر می نماید . با توجه به موارد ذکر شده در صورتی که پیزومترهای فرضی در مقطع جریان در موضع مورد نظر از کانال قرارداده شود سطح این پیزومترها منطبق بر سطح آزاد نخواهد بود. نکته ای که در این رابطه قابل ذکر است این است که در صورتی که شیب کف کانال کم باشد(کم بودن کانال شیب امری است نسبی است و در این مورد زاویة 60 < به عنوان شیب کم در نظر گرفته می شود. این زاویة شیبی در حدود ده درصد را مطرح می کند که در مسایل عملی چنین شیب زیادی کمتر پیش می آید)

می توان را تقریباً معادل یک در نظر گرفت و در نتیجه در کانال با شیب کم روابط 1-7 و 1-8 به صورت زیر در خواهند آمد :

لذا در کانال با شیب کم است که می توان خط تراز هیدرولیکی (سطح پیزومتری) را منطبق بر سطح آزاد در نظر گرفت .

توزیع فشار در جریان های متغیر تدریجی

با توجه به ویژگی هایی که از جریان متغیر تدریجی ذکر گردید ، توزیع فشار در این حالت نیز از قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار تبعیت خواهد کرد. و روابط 1-7 و 1-8 در این حالت نیز صادق می باشند. فرض بر قرار بودن قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار در جریان های متغیر تدریجی یکی از فرضیات اساسی در به دست آوردن معادلة حاکم بر این گونه جریان ها می باشد که در فصل پنجم توضیح داده خواهد شد.

توزیع فشار در جریان های با انحناء در صفحه قائم

در مطالعات چگونگی تغییرات فشار در قسمت تاج سر ریزها و یا در انحناء پای سر ریزها با توجه به انحناء شدیدی که جریان در این مواضع به خود می گیرد دیگر نمی توان از رابطة 1-7 استفاده نمود بلکه باید تصحیحاتی که در برگیرنده تاثیر انحنای جریان باشد اعمال گردد. بدین منظور نخست جریانی با تقعر به سمت بالا را در نظر گرفته (شکل 1-10) و تغییرات فشار را در مقطعی که کاملاً در صفحه قائم قرار داد مورد بررسی قرار می دهیم . از آنجایی که هندسة دقیق جریان و نیز نحوة تغییرات سرعت در این موضع روشن نمی باشد بررسی چگونگی تغییرات فشار نیاز به فرضیاتی دارد.

مطابق شکل 1-10 الف، ستونی از آب به عمق مقطع dA در مقطع مورد نظر انتخاب کرده معادلة حرکت در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته می شود :

(1-9) یا

در روابط فوق ، شتاب جانب به مرکز ، r شعاع انحناء ، V سرعت یکنواخت و متوسط جریان در مقطع مورد نظر و h' ارتفاع معادل فشار بر حسب ستون آب می باشند .

چنانکه رابطة 1-9 دو فرض اساسی در نظر گرفته شده است که یک فرض مربوط به توزیع یکنواخت سرعت در مقطع می باشد و دیگری شعاع انحناء را در ستون آب انتخابی یکسان و ثابت در نظر می گیرد در این روش که توسط Chow ارائه گردیده پیشنهاد می شود که در صورتی که فشار در کف کانال مد نظر باشد در رابطة 1-9 بجای d ,h عمق جریان و به جای r شعاع انحناء کف کانال قرار داده شوند ولی منطقی به نظر می رسد که در هر عمق از جریان شعاع انحناء مربوط به نصف آن عمق به عنوان شعاع انحناء در رابطة 1-9 قرار داده شود.

شکل 1-10 ب چگونگی تغییرات فشار حقیقی را نسبت به تغییرات هیدرواستاتیکی فشار نشان می

توزیع فشار در کانالها 24 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

توزیع فشار در کانالها

هدف از تعیین توزیع فشار در کانالها، مشخص نمودن نحوة تغییرات پارامتر فشار در عرض و در عمق در مقطع خاصی از کانال می باشد. با داشتن توزیع فشار در کانالها و یا با انتگرال گیری از نیروهای جزء فشاری می توان برآیند حاصل از این نیروهای فشاری را بر روی تاسیسات هیدرولیکی تعیین نمود . علاوه بر این اطلاع از چگونگی توزیع فشار در به کار بردن آگاهانه معادلات انرژی و اندازه حرکت در کانالها سودمند خواهد بود . در این قسمت روابط لازم در تعیین تغییرات فشار در سه حالت مختلف یعنی جریان های یکنواخت (موازی) ، جریان های متغیر تدریجی و جریان های با انحناء در صفحه قائم ارائه خواهد شد.

توزیع فشار در جریان های یکنواخت (موازی)

کانالی که با هر سطح شیب دار و سطح مقطع دلخواه را در نظر گرفته و فرض می کنیم که در این کانال جریان یکنواخت برقرار است. جهت به دست آوردن توزیع فشار در مقطع خاصی از این کانال مطابق شکل 1-9 الف ، ستونی از آب به عمق h (در صفحة عمود بر جهت عمومی جریان) و سطح مقطع dA را در نظر گرفته و تغییرات فشار در امتداد این ستون را مورد بررسی قرار می دهیم.

در صورتی که معادلة حرکت برای جرم این ستون و در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته شود با توجه به این که خطوط جریان موازی هستند (حریان موازی) مؤلفه شتاب در جهت عمود بر خطوط جریان نمایش داده شده وجود نداشته و لذا :

مؤلفة وزن در جهت عمود بر خطوط جریان = نیروی فشار

P در این رابطه ، که به قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار موسوم است بر مبنای فشار نسبی بیان گردیده است و h تغییرات عمق را در موضع مورد نظر در صفحه أی عمود بر جهت عمومی جریان نمایش می دهد . و نیز به ترتیب وزن مخصوص آب و زاویة شیب کانال می باشد . در صورتی که تعیین مقدار فشار در کف کانال مورد نظر باشد با قراردادنd به جای h می توان از رابطة زیر برای به دست آوردن فشار استفاده نمود :

(1-8)

در شکل 1-9 ب، نحوة تغییرات فشار در جریان یکنواخت ترسیم گردیده است که براساس آن ، فشار مربوطه به صورت خطی از صفر تا مقدار تغییر می نماید . با توجه به موارد ذکر شده در صورتی که پیزومترهای فرضی در مقطع جریان در موضع مورد نظر از کانال قرارداده شود سطح این پیزومترها منطبق بر سطح آزاد نخواهد بود. نکته ای که در این رابطه قابل ذکر است این است که در صورتی که شیب کف کانال کم باشد(کم بودن کانال شیب امری است نسبی است و در این مورد زاویة 60 < به عنوان شیب کم در نظر گرفته می شود. این زاویة شیبی در حدود ده درصد را مطرح می کند که در مسایل عملی چنین شیب زیادی کمتر پیش می آید)

می توان را تقریباً معادل یک در نظر گرفت و در نتیجه در کانال با شیب کم روابط 1-7 و 1-8 به صورت زیر در خواهند آمد :

لذا در کانال با شیب کم است که می توان خط تراز هیدرولیکی (سطح پیزومتری) را منطبق بر سطح آزاد در نظر گرفت .

توزیع فشار در جریان های متغیر تدریجی

با توجه به ویژگی هایی که از جریان متغیر تدریجی ذکر گردید ، توزیع فشار در این حالت نیز از قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار تبعیت خواهد کرد. و روابط 1-7 و 1-8 در این حالت نیز صادق می باشند. فرض بر قرار بودن قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار در جریان های متغیر تدریجی یکی از فرضیات اساسی در به دست آوردن معادلة حاکم بر این گونه جریان ها می باشد که در فصل پنجم توضیح داده خواهد شد.

توزیع فشار در جریان های با انحناء در صفحه قائم

در مطالعات چگونگی تغییرات فشار در قسمت تاج سر ریزها و یا در انحناء پای سر ریزها با توجه به انحناء شدیدی که جریان در این مواضع به خود می گیرد دیگر نمی توان از رابطة 1-7 استفاده نمود بلکه باید تصحیحاتی که در برگیرنده تاثیر انحنای جریان باشد اعمال گردد. بدین منظور نخست جریانی با تقعر به سمت بالا را در نظر گرفته (شکل 1-10) و تغییرات فشار را در مقطعی که کاملاً در صفحه قائم قرار داد مورد بررسی قرار می دهیم . از آنجایی که هندسة دقیق جریان و نیز نحوة تغییرات سرعت در این موضع روشن نمی باشد بررسی چگونگی تغییرات فشار نیاز به فرضیاتی دارد.

مطابق شکل 1-10 الف، ستونی از آب به عمق مقطع dA در مقطع مورد نظر انتخاب کرده معادلة حرکت در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته می شود :

(1-9) یا

در روابط فوق ، شتاب جانب به مرکز ، r شعاع انحناء ، V سرعت یکنواخت و متوسط جریان در مقطع مورد نظر و h' ارتفاع معادل فشار بر حسب ستون آب می باشند .

چنانکه رابطة 1-9 دو فرض اساسی در نظر گرفته شده است که یک فرض مربوط به توزیع

تحقیق در مورد سازه های کانالها و تونلها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 17 صفحه

 قسمتی از متن .docx : 

تاریخچه تونل سازی و سازه های زیر زمینی

احتمالا اولین تونل‌ها در عصر حجر برای توسعه خانه‌ها با انجام حفریات توسط ساکنان شروع شد . این امرنشانگر این است که آنها در تلاشهایشان جهت ایجاد حفریات به دنبال راهی برای بهبود شرایط زندگی خود بوده اند. پیش ازتمدن روم باستان ، در مصر ، یونان ، هند و خاور دور و ایتالیای شمالی ، تماما تکنیکهای تونلسازی دستی مورد استفاده قرار می‌گرفت که در اغلب آنها نیز از فرایندهای مرتبط با آتش برای حفر تونل های نظامی ، انتقال آب و مقبره‌ها کمک گرفته شده است.....

در ایران نیز از چند هزار سال پیش، به منظور استفاده از آبهای زیر زمینی تونل هایی موسوم به قنات حفر شده است که طول بعضی از آنها به ۷۰ کیلومتر و یا بیشتر نیز می‌رسد. تعداد قنات های ایران بالغ بر۵۰۰۰۰ رشته برآورده شده است. جالب توجه است که این قنات های متعدد، طویل و عمیق با وسایل بسیار ابتدایی حفر شده اند.

رومی ها نیز در ساخت قنات‌ها و همچنین در حفاری تونل های راه پرکار بودند. آنها در ضمن اولین دوربینهای مهندسی اولیه را در جهت کنترل تراز وحفاری تونل ها به کار بردند.

اهمیت احداث تونل ها دردوران های قدیم ، تا بدین جاست که کارشناسان کارهای احداث تونل درآن تمدن‌ها را نشانگر رشد فرهنگ و به ویژه رشد تکنیکی و توان اقتصادی آن جامعه دانسته‌اند. تمدنهای اولیه به سرعت ، به اهمیت تونل‌ها ، به عنوان راه‌های دسترسی به کانی ها و مواد طبیعی نظیر سنگ چخماق به واسطه اهمیتش برای زندگی، پی‌بردند. همچنین کاربرد آنها دامنه گسترده‌ای از طاق زدن بر روی قبرها تا انتقال آب و یا گذرگاههایی جهت رفت و آمد را شامل می شد. کاربردهای نظامی تونل‌ها ، به ویژه از جهت بالابردن توان گریز یا راههایی جهت یورش به قرارگاهها و قلعه های دشمن ، ازدیگر جنبه های مهم کاربرد تونلها در تمدن های اولیه بود.

تونل سازی همزمان با انقلاب صنعتی، به ویژه به منظور حمل و نقل ، تحرک قابل ملاحظه ای یافت. تونلسازی به گسترش و پیشرفت کانال سازی کمک کرد و این امر در توسعه صنعت به ویژه در قرون ۱۸ و ۱۹ میلادی در انگلستان سهم بسزایی داشت. کانال‌ها یکی از پایه های انقلاب صنعتی بودند وتوانستند در مقیاس بسیار بزرگ هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. تونل مال پاس با طول ۱۵۷ متر برروی کانال دومیدی در جنوب فرانسه اولین تونلی بود که در دوره‌های مدرن در سال ۱۶۸۱ ساخته شد. همچنین اولین تونل ساخته شده با کاربرد حفاری و انفجار باروت بود. در انگلستان، قرن ۱۸ نیز جیمز بریندلی از خانواده ای مزرعه دار با نظارت بر طراحی و ساخت بیش از ۵۸۰ کیلومتر کانال و تعدادی تونل به عنوان پدر کانال و تونل های کانالی ملقب شد. وی در سال ۱۷۵۹ با ساخت یک کانال به طول ۱۶ کیلومتر مجموعه معدن زغال دوک بریدجواتر را به شهر منچستر متصل نمود. اثر اقتصادی تکمیل این کانال نصف شدن قیمت زغال در شهر و ایجاد یک انحصار واقعی برای معدن مذکور بود.

در اوایل قرن نوزدهم به منظور عبور از قسمتهای پایین دست رودخانه تایمز هیچ سازه ای موجود نبود و ۳۷۰۰ عابر مجبور بودند با طی یک راه انحرافی ۳ کیلو متری با قایق مسیر روترهایت به ویپنیگ را طی کنند. اقدام به ساخت یک تونل نیز به دلیل ریزشی بودن ومناسب نبودن رسوبات کف رودخانه متوقف شد. تا اینکه در حدود سال ۱۸۲۰ فردی بنام مارک ایرامبارد برونل از فرانسه ایده استفاده از سپر را مطرح نمود و در سال ۱۸۲۵ کار احداث تونل بین روترهایت و ویپنیگ را آغاز و علی رغم جاری شدن چند نوبت سیل در سال ۱۸۴۳ آن را باز گشایی نمود. این تونل تامس نام گرفته و اولین تونل زیر آبی بود که بدون هر گونه رودخانه انحرافی حفر شد.

در دیگر موارد تونلهای زهکشی بزرگ ، نظیر تونلی با طول ۷ کیلو متر در هیل کارن انگلستان ، اهمیت زیادی در توسعه صنعت معدنکاری داشته‌اند. البته بررسی تاریخچه پیشرفت در روش ها و تکنیک ها و به عبارتی در هنر تونل سازی نشانگر این مطلب است که مانند بسیاری دیگر از علوم و فنون بیشتر رشد این هنردر قرن گذشته صورت گرفته و تا حال نیز ادامه دارد.

ویژگی های فضاهای زیرزمینی و نمونه های بارز آنها

هم اکنون در زمینه های مختلف کاربرد تونل‌ها ، مزایای متفاوت و گوناگونی را بر می شمرند. از آن جمله ویلت، استفاده فزاینده فعلی از فضاهای زیر زمینی را به دلایل زیر رو به افزایش دانسته است.

۱- تفوق محیط ساختاری به معنای وجود یک حصار وساختار طبیعی فراگیر.

۲-عایق سازی با سنگهای فراگیر که دارای ویژگیهای عالی عایق‌ها می باشند.

۳- محدودیت کمتر دراحداث سازه های بزرگ به دلیل نیاز کمتر به استفاده از وسایل نگهداری عمده در مقایسه با احداث همان سازه بر روی سطح زمین.

۴- کمتر بودن تأثیرات منفی زیست محیطی.

از دیگر مزایای تونل ها در راههای ارتباطی می توان به :

۱- کوتاهتر شدن مسیرها و افزایش راند مان ترافیکی

۲-بهبود مشخصات هندسی مسیر

۳-جلوگیری از خطرات ریزش کوه و بهمن

۴-ایمنی بیشتر در برابر زلزله،

اشاره کرد .

مثال های متعددی می توان از نقش وتأثیر عمده تونلسازی و پروژه های بزرگ این صنعت از گذشته تا حال ذکر کرد . تونل مشهور مونت بلان دو کشور فرانسه و ایتالیا را به هم متصل می سازد. عملیات ساختمانی آن در سال ۱۹۵۹ آغاز گردید و حفر این تونل فاصله بین میلان و پاریس را به طول ۳۰۴ کیلو متر کوتاهتر نموده است. از دیگر نمونه ها کشور فنلاند است که سازه های زیر زمینی را به صورت غارهای عظیم بدون پوشش بتنی ، به منظور انبار مواد نفتی مورد استفاده قرار داده و در حال حاضر بیش از ۷۵ انبار نفتی در سراسر کشور فنلاند با گنجا یشی بیش از ۱۰ میلیون متر مکعب ساخته شده.

کانالها و تونلها

قسمت عمده فعالیت آسیابها بر عهده کانالها و تونلهای مجموعه بوده که وظیفه هدایت آب از پشت بند گرگر به محوطه