บทที่ 9 ฝายวัดนําประเภทฝายส้ ัน...
TRANSCRIPT
บทท 9
ฝายวดนาประเภทฝายสนคม (Sharp-crested or Thin-plate weirs)
9.1 ลกษณะและขอกาหนดทวไปของฝายสนคม
การใชฝายสนคมเปนเครองมอวดปรมาณน าในทางน านน นกชลศาสตรไดพยายามคดคนรปแบบฝายทหลากหลาย เพอทจะแกปญหาขอจากดทเกดขนในฝายบางแบบ รวมทงทาใหการวดปรมาณนาทาไดงายและสะดวกรวดเรวยงขน
ฝายสนคมไดรบการพฒนาขนมามหลายรปแบบ ไดแก 1) ฝายสนคมรปสเหลยมผนผา 2) ฝายสนคมรปสามเหลยม
3) ฝายสนคมรปสเหลยมคางหม
4) ฝายสนคมแบบ Proportional
5) ฝายสนคมแบบผสม เชน แบบสเหลยมผนผากบแบบสามเหลยม
6) ฝายสนคมรปวงกลม
7) ฝายสนคมรปพาราโบลา 8) ฝายสนคมรปสวนตดของสามเหลยม
9) ฝายสนคมของรปทรงเรขาคณตอนๆ
ในทนจะแบงยอยเปน 3 กลม คอ
ก. กลมแรก ลาดบท 1) ถง 3) เปนฝายทนยมใชงานแพรหลายทวไป โดยเฉพาะอยางยงในประเทศไทย เพราะสรางและดแลรกษางาย การคานวณไมยงยาก
ข. กลมทสอง ลาดบท 4) และ 5) มการสรางใชงานบางในบางประเทศ เพราะมคณสมบตทเหมาะสมบางประการ
ค. กลมทสาม ลาดบท 6) เปนตนไป มกเปนการวเคราะหเชงวชาการหรอสรางในหองปฏบตการมากกวาการใชงานจรง เพราะสรางและดแลรกษายาก อกทงการคานวณยงยาก
หมายเหต ในคมอนจะอธบายเฉพาะฝายวดน าสนคมทนยมสรางใชงานจรง นอกนนจะนาเสนอเปนแนวทางพอสงเขป
9-2
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
พจารณารปท 9-1 และรปท 9-2
รปท 9-1 รปตดขยายสวนทเปนสนคมของฝายฝาย
รปท 9-2 แสดงขอกาหนดของระยะตาง ๆ
แผนฝายดานเหนอน าตองเรยบ ตงฉากกบทองทางน า และแนบสนทกบกาแพง ขางของอาคารหรอทางนา
ฝายตองตดตงในแนวตงฉากกนแนวการไหลของน าตรงจดกงกลางของทางน าทเปนแนวตรงและมความสมมาตร โดยพนทหนาตดทางน าดานเหนอน าตลอดแนวความยาววดจาก ฝายออกไป 15 – 20 เทาของความสงนาเหนอสนฝาย ตองมขนาดไมนอยกวา 8 เทาของหนาตดของน าทไหลผานฝาย เพอลดความเรวของกระแสน าทไหลในทางน าทจะทาใหเกด Velocity of
approach ใหหมดไปหรอเหลอนอยกวา 0.30 เมตร/วนาท (จะไดไมตองนามาคานวณ)
แผนฝายมกสรางดวยแผนโลหะหนาไมเกน 5 ม.ม. มความหนาของชองทน าผาน ทกดานประมาณ 1 – 2 ม.ม. และตองถกลบมมออก 45 องศา สาหรบฝายรปสเหลยมผนผา, สเหลยม
9-3
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
คางหม, วงกลม และพาราโบลค ลบมม 60 องศา สาหรบฝายรปสามเหลยม และ Sutro weir
โดยดานคมหรอมมของสนฝายตองอยทางดานเหนอนา ดานทถกลบมมอยดานทายนา
เสนขอบผวรปหนาตดของทางน าตองหางจากสนคมของฝายดานทอยตดกนไม นอยกวา 2 เทาของระยะความลกนาสงสดทจะไหลผานฝาย และไมนอยกวา 30 ซ.ม.
เพอทการในทางน าดานเหนอน าสวนทอยต ากวาระดบสนฝายไมเกดอทธพลตอ การไหลของนาสวนทขามผานฝาย
ระดบน าดานทายตองตากวาสนฝายมากกวา 5 ซ.ม. เพอทจะไมทาใหเกดสภาพ สญญากาศใตผวน าทไหลออกจากฝาย (Nappe) ทจะสงผลตอการไหลผานฝาย
การวดระดบน า(Head) ทไหลผานฝายจะวดทจดหางจากแผนฝายออกไป ประมาณ 3 – 4 เทาของระยะความลกนาสงสดทจะไหลผานฝาย
การกาหนดสญลกษณความลกของนา พจารณารปท 9-3 ในหนงสอหรอคมอตางๆ มกระบสญลกษณทตางกน ในความหมายทแทจรงเรองความลกของระดบน าหนาอาคารนน ทตาแหนงหนาตด 1 ขอทาความเขาใจใหเปนแนวทางเดยวกนวา
H หรอ H1 = h1+ V1 2/2g
รปท 9-3 แสดงความลกของนา H
และ h ทตาแหนงหนาตด 1
ในทางปฏบตแลว ถาคา V1 นอยกวา 0.30 ม./ วนาท ใหถอวา V1
2/2g มคานอยมากไมตองนามาคด ทาให H หรอ H1 = h1 และการออกแบบโดยทวไปมกจะใหเกด Velocity of
approach นอยทสดหรอมามเลย ดงนนในการใชสญลกษณ ไมวาเปน H หรอ H1 หรอ h1 ใหเขาใจตรงกนวาถอเปนคาเดยวกน คอคาความลกของน าเหนอสนฝายทวดหนาอาคารในตาแหนงทกาหนดใหวด ยกเวนจะระบเปนอยางอน
9-4
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.2 ฝายสนคมรปสเหลยมผนผา (Rectangular sharp - crested weirs)
ฝายสนคมรปสเหลยมผนผาแบงเปน 2 ลกษณะ คอ
1) ฝายสเหลยมผนผาแบบไมบบขาง (Full width weirs หรอ Suppressed weirs) ตวฝายจะมสนฝายยาวเตมความกวางของทางนารปสเหลยมผนผา สนคมของฝายจะมเพยงสวนสนฝายทน าไหลขามไป
2) ฝายสเหลยมผนผาแบบบบขาง (Fully contracted weirs) ตวฝายจะเปนชองเปดทมความยาวสนฝายเพยงสวนหนงของความกวางทางน า โดยสวนทเปนสนคมจะม 3 ดาน คอ สนฝาย และขอบ 2 ขาง
รปท 9-4 แสดงรปดานหนาของฝายสนคมสเหลยมผนผา
9.2.1 ขอกาหนดเฉพาะของฝายสนคมรปสเหลยมผนผา (นอกเหนอจากลกษณะและขอกาหนดทวไปของฝายสนคมทกลาวขางตน)
1. ฝายสนคมแบบสเหลยมผนผาไมบบขาง เสมอนเปนฝายแบบบบขางทม b = B
นนเอง 2. H4bB 3. 5.0P/H 4. 5.0b/H 5. m60.0Hm07.0 6. m30.0b 7. m30.0P
9-5
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.2.2 การคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสเหลยมผนผา
การศกษาเกยวกบการคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมนนมพฒนาการมาอยางตอเนอง
พฒนาความรจากการไหลผาน Orifice มาเปนการไหลผานฝายสนคม และพฒนาเปนฝายสนมนและฝายอนๆ
Henry bazin (1898) ไดเสนอหลกการไหลของน าลนขามโครงสรางทปดกน ทางนา ซงตอมากาหนดวาเปน Standard weir
Rehbock (1929) ไดนาเสนอหลกการไหลผานฝายรปทรงเรขาคณต พรอมหลกการคานวณโดยใช ความลกของการไหล (Overfall depth)
Kindsvater and Carter (1957) ไดศกษาเพมเตมจากผลการศกษาของ Rehbock โดยพฒนาสตรการคานวณ พรอมทงกราฟประกอบการคานวณทเปนทยอมรบ เพราะครอบคลมฝายสนคมสเหลยมผนผาทกลกษณะ
นกชลศาสตรอนๆ ไดศกษาคณสมบต ตวแปรตางๆทเกยวของ เพอใหสามารถคานวณปรมาณน าไดถกตองยงขน และสรางสตรการคานวณทไมยงยากทาใหงาย ในการใชงานยงขนมาตามลาดบ
การคานวณปรมาณน าผานฝายสนคมนนอาจแบงไดเปน 2 ลกษณะ คอ กรณการไหลแบบFree flow (9.2.3) และกรณการไหลแบบ Submerged flow (9.2.4)
9.2.3 หลกการคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสเหลยมผนผา กรณ Free flow เมอระดบนาดานทายอยต ากวาสนฝาย
รปท 9-5 แสดงการไหลผานฝายสนคมสเหลยมผนผาไมบบขาง
9-6
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
พจารณารปท 9-5 การไหลทตาแหนง [1] และ [2] จะมพลงงานเทากน
21 EE
2
222
1
211 Z
g2
VPZ
g2
VP
g2
VZZ
P
g2
V 21
211
22
g2
Vh
g2
V 21
22
g2
Vhg2V
21
2
dh.B.VdA.VdQ
dhg2
Vhg2BdQ
21
dhg2
Vhg2BQ
2/11h
0
21
2/321
2/321
1 g2
V
g2
Vhg2B
32
Q
QCQ dr เมอ Cd คอคาสมประสทธของการไหลผานฝาย
2/321
2/321
1dr g2
V
g2
Vhg2B
32
CQ (9.1)
ถา V1 มคานอยมาก (นอยกวา 0.30 ม. /วนาท)
2/31dr hg2B
32
CQ (9.2)
9-7
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ถา V1 มคามากกวา 0.30 ม. /วนาท ใหใชสมการ (9.1) ในทางปฏบตจะวดคาเฉพะความลกนาเหนอสนฝาย หรอ h1 เทานน จะไมมการวดคา V1 (เพราะถาวดคา V1 กคานวณปรมาณนาทหนาตดทตรวจวดระดบนาโดยสมการ Q = A1V1 ไมตองเสยเวลาคานวณน าผานฝายอก) จงมการคดคาสมประสทธความเรวของกระแสนา (Approach velocity coefficient: Cv) มาใชเปนคาปรบแก ดงสมการ (8.3) โดยใชคานวณเมอมระบในสตรเทานน เพราะบางสตรอาจใช C หรอ Ce
แทน Cd.Cv
2/31vdr hg2B
32
CCQ (9.3)
รปท 9-6 ตวแปร H, h1, hc ของหนาตดการไหลของฝายสนคม
คา Cv (ใชคานวณในกรณทกาหนดไวในสตรเทานน เพราะบางสตรใชคาอนปรบแก)
การคานวณ
U
1v h
HC
เมอ H=h1+V12/2g
U เปนคาตวยกกาลงของ h1ในสมการอตราการไหล
กรณชองเปดรปสเหลยมผนผา U=3/2 หรอ1.5
กรณชองเปดรปพาราโบลค U=2.0
กรณชองเปดรปสามเหลยม U=2.5
การใชกราฟ ดงแสดงในรปท 9-7 คาของ Cv ขนกบฟงชนอตราสวนพนท
A/A.C. *d1
เมอ α1=1, Cd = คาสมประสทธของการไหล
A*= พนทหนาตดการไหลท control section หรอชองฝายโดยให hc= h1
A = พนทหนาตดการไหลของทางนาทตาแหนงวดระดบนาทกาหนด โดยม ความลกการไหล = P1+h1
ดงนนเมอคานวณคา Cd.A*/A ไดแลวนาไปหาคา Cv โดยกราฟในรปท 9-7 โดย เลอกเสนกราฟใหตรงกบรปรางชองเปดของฝาย
หมายเหต ถาการคานวณไมตองการความละเอยดมากนกใหใช Cv = 1
9-8
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
รปท 9-7 กราฟหาคาสมประสทธความเรวของกระแสนา (Cv)
8.2.3.1 ตวอยางหลกการคานวณปรมาณนาโดยคด Approach velocity
พจารณาจากรปท 9-7 การคานวณ Approach velocity จะม 3 ขนตอนคอ
1) คานวณปรมาณน าผานฝาย ใชสมการ (8.2) กรณไมคด Approach velocity โดยใชคา h1 ทวดได สมมตไดผลลพธเปนคา Q
2) คานวณ V1 จากการไหลในทางน าทตาแหนง (1) เมอเรารคา Q จากขอ 1) และเราหาคาพนทหนาตดทางน าทตาแหนง (1) หรอ A1 ไดโดยใชคาความลกของการไหล h1+P เมอ P เปนความสงของฝาย (h1+P = Y1+Z1 นนเอง) กจะได V1 = Q/A1 ซงเปนคาทใกลเคยง Approach velocity จรงมากทสด
3) คานวณปรมาณนาใหมเปนกรณคด Approach velocity โดยใช สมการ (9.1) กจะไดปรมาณนาผานฝายทถกตอง
ขอควรระวง ตองใชสมการ (9.1) เทานนในการคานวณกรณคด Approach
velocity ทงนมกมการเขาใจผดใชสมการ (9.2) แลวแทนคา H ในสมการดงกลาวดวย H+ v12/2g
เปน
2/321d g2/vHg2B
32
CQ ซงไมถกตอง
9-9
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.2.3.2 วธการคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสเหลยมผนผา
ในการคานวณปรมาณน าผานฝายสนคมสเหลยมผนผานน มนกชลศาสตรหลายทานไดศกษาทดลองและนาเสนอวธการคานวณไว โดยจะนาเสนอผลงานทมชอเสยงเปนทยอมรบดงตอไปน
1) สมการของ Kindsvater และ Carter (ใชไดกบฝายสเหลยมผนผาทง 2 ลกษณะ)
รปท 9-8 ฝายสนคมสเหลยมผนผาไมบบขาง เสมอนเปนฝายแบบบบขางทม b = B
2/3eee h.b.g2
32
.CQ
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย, (ม3/วนาท)
g = ความเรงเนองจากแรงดงดดของโลก = 9.81 เมตร/ (วนาท) 2
he = h1+kh = ความลกประสทธผลของระดบนาทไหลผานฝาย, (ม.) be = b+kb = ความยาวประสทธผลสนฝายแบบบบขาง Be = B+kB = ความยาวประสทธผลสนฝายแบบไมบบขาง kh = 0.001 ม. = คาปรบความลกทเปนผลจากความหนดและแรงตงผว
kb = คาปรบความยาวสนฝายทเปนผลจากความหนดและแรงตงผว (หนวย เมตร) ซงขนอยกบคา b/B หาไดจากกราฟในรปท 9-9
Ce = คาสมประสทธของการไหล ขนกบคาของ h1/P และ b/B
5.21
e Bb
.2.0P
h50.0392.0C
หรอหาไดจากกราฟในรปท 9-10 หรอ ตารางท 9-1
9-10
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
เปรยบเทยบคา Ce คาสมประสทธของการไหล กรณฝายสเหลยมผนผาไมบบขาง (b/B) = 1
Kindsvater และ Carter (1957) :
P1h
050.0402.0eC
Rehbock (1929) :
P1h
054.04023.0eC
Ackers et al. :
P1h
060.03988.0eC
ขอกาหนดเพมเตม เมอใชสตรของ Kindsvater และ Carter จะมความผดพลาดนอยกวา 1 % เมอ
h1 > 3 ซม. h1/P < 5
b หรอ B ตองมากกวา 10 ซม.
รปท 9-9 กราฟหาคาปรบความยาวสนฝาย (kb)
9-11
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
หมายเหต คา b/B = 1 เปนกรณฝายสเหลยมผนผาแบบไมบบขาง
รปท 9-10 กราฟหาคาสมประสทธของการไหล (Ce)
ตารางท 9-1 คา Ce ขนอยกบคาของ b/B และ h1/P (Georgia Institute of Technology)
b/B Ce b/B Ce 1.0 0.602+0.075 h1/P 0.5 0.592+0.010 h1/P 0.9 0.599+0.064 h1/P 0.4 0.591+0.0058 h1/P 0.8 0.597+0.045 h1/P 0.3 0.590+0.0020 h1/P 0.7 0.595+0.030 h1/P 0.2 0.589-0.0018 h1/P 0.6 0.593+0.018 h1/P 0.1 0.588-0.0021 h1/P 0 0.587-0.0023 h1/P
9-12
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
2) ผลการศกษาของนกชลศาสตรอน ๆ
กรณฝายสเหลยมผนผาแบบไมบบขาง (b/B) = 1
จาก 2/3eee h.b.g2
32
.CQ
จดรปใหมเปน 2/3KLHQ
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย แบบ Free flow, (ม.3/วนาท) L = ความยาวของสนฝาย (หรอคอ B), (ม.) H = ความลกของนาดานเหนอนาเหนอสนฝาย, (ม.) K = สมประสทธการไหลผานฝาย (หรอคอ Cd)
หมายเหต ในกรณทความเรวของกระแสนามากกวา 0.30 เมตร/วนาท จะตองนาคา เฮดเนองจากความเรวกระแสนาดงกลาวมาคดดวย นนคอ คา H3/2 จะกลายเปน [(H+∆h) 3/2 – ∆h 3/2]
เมอ ∆h = V2/2g หรอใชคา Cv หาไดจากกราฟในรปท 9-7
2.1) การใชสมการของ Francis
PH
22.081.1K
50.0PH
คา K เฉลย = 1.84
2/3HL84.1Q
Q: ลกบาศกเมตร/วนาท, L (หรอ B) และ H: เมตร
2.2) การใชสมการของ Rehbock
)1(PH
237.0H
00295.0785.1K
ε : P < 1 ม. ε = 0
P > 1 ม. ε = 0.55(P-1)
9-13
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
2.3) การใชสมการของ Bazin
2
PHH
55.01H
0133.0794.1K
ขอบเขตความเหมาะสม สมการของ H (ม.) L หรอ B (ม.) P (ม.)
Francis 0.19 - 0.50 2.40 - 3.00 0.60 - 1.50 Rehbock > 0.50 0.30 - 2.50 0.03 – P Bazin 0.08 - 0.50 0.50 - 2.00 0.75
3) ผลการศกษาของนกชลศาสตรอน ๆ (ตอ)
กรณฝายสเหลยมผนผาแบบบบขาง (b/B) < 1
2/3KLHQ
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย แบบ Free Flow, (ม.3/วนาท) L = ความยาวของสนฝาย (หรอคอ b), (ม.) H = ความลกของนาดานเหนอนาเหนอสนฝาย, (ม.) K = สมประสทธการไหลผานฝาย (หรอคอ Cd)
หมายเหต ในกรณทความเรวของกระแสนามากกวา 0.30 เมตร/วนาท จะตองนาคา เฮดเนองจากความเรวกระแสนาดงกลาวมาคดดวย นนคอ คา H3/2 จะกลายเปน [(H+∆h) 3/2 – ∆h 3/2]
เมอ ∆h = V2/2g หรอใชคา Cv หาไดจากกราฟในรปท 9-7
3.1) การใชสมการปรบแกของ Francis
Francis พบวาการไหลแบบผานชองฝายทมไมเตมความกวางของทางน า จะเกดการบบตวของการไหลดานขางตามหลกการของ Orifice แตละขางประมาณ 1/10 ของระดบน าเหนอสนฝาย โดยความยาวประสทธผลของสนฝายจะเปนตามสมการตอไปน
9-14
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
Le = L - 0.1NH
Le = ความยาวประสทธผลของสนฝาย, (ม.) H = ความลกของนาดานเหนอนาเหนอสนฝาย, (ม.)
L = ความยาววดไดจรงของสนฝาย, (ม.) N = จานวนการบบตวดานขาง (0, 1, 2)
0 ไมมการบบตว 1 บบตวขางเดยว 2 บบตว 2 ขาง กรณฝายสเหลยมแบบบบขาง มการบบ 2 ขาง N = 2
ดงนน Le = L - 0.2H
สมการปรบแกของ Francis 2/3H)H2.0L(84.1Q
Q: ลบ.ม./วนาท, L (หรอ b) และ H: เมตร
3.2) การใชสมการปรบแกของ Rehbock
PB
034.0B.PbB
428.0PH
237.0H
00295.0785.1K
9.2.4 การคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสเหลยมผนผา กรณ Submerged flow เปนกรณเมอระดบนาดานทายนาทวมสนฝาย
9.2.4.1 ลาดบของการเกด Submerged flow
Wu and Rajaratnam (1996) ไดเสนอรปแบบการเกด Submerged flow ของฝายสนคม ทระดบนาดานทายสงกวาสนฝายนน แบงไดเปน 4 ลาดบหรอรปแบบ ซงแสดงในรปท 8-11
1) Impinging flow: การเกด Submerged flow ในลาดบแรกหรอรปแบบแรกน การไหลในลกษณะของ Free flow ทแผนน า (Nappe) ไหลลงไปถงพนของทายน า หรอเกดลา กระแทก (Impinging jet) ยงคงเกดอย เพยงแตระดบน าดานทายสงขนจนสงกวาสนฝายไมเหลอ ชองอากาศใต Nappe อกตอไป (ในสภาวะนอาจถอไดวายงเปนการไหลแบบ Free flow)
2) Plunging flow: อตราการไหลขามฝายเพมขน ระดบน าดานทายน าเพมสงขนและ ตานกระแสน าเหนอฝายไมเกด Impinging jet อกตอไป น าดานทายปนปวนและเกด Hydraulic
jump ทดานทายนา
9-15
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
3) Surface wave: เมออตราการไหลเพมขนอก Hydraulic jump ทดานทายน าคอยๆ หายไป แลวเกดเปนคลนนาทดานทายนาแทน
4) Surface jet: อตราการไหลเพมสงขนอก ผวน าดานทายน าจะราบเรยบ การไหลของ กระแสนาจะเกดในแนวทอยเหนอระดบสนฝาย ซงเปน Submerged flow ทสมบรณ
รปท 9-11 ลาดบของการเกด Submerged flow
ในสภาพการไหลทเกดจรงนน รปแบบการไหลจะไมคงทแตจะมการเปลยนแปลงอยเสมอ ซงจะขนกบตวแปรของสภาพแวดลอมในชวงเวลาน น ดงน นการคานวณปรมาณน ากรณ Submerge flow จงมคาความผดพลาดคลาดเคลอนทสงมาก คาทคานวณไดจงมกเปนคาโดยประมาณเสมอ
Villemonte (1947) ไดทดลองพบวาการไหลกรณ Submerged flow ของฝายสนคมแนวดงรปแบบตางๆ นน จะขนอยกบอตราสวนของระดบน าดานทายน ากบระดบน าดานเหนอน า (H2/H1) ซงจะสมพนธกบการเกดผลกระทบตอการไหลในกรณแบบ Free flow โดยตรง และไดสรางสมการเพอใชทานายการเกด Submerged ตอไปน
รปท 9-12 Submerged flow เปนกรณเมอระดบนาดานทายนาทวมสนฝาย
9-16
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
385.0NS 1QQ
QS = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Submerged flow (ม.3/วนาท) Q = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Free flow (ม.3/วนาท) H1 = ระดบนาดานเหนอนาวดจากระดบสนฝาย (ม.) H2 = ระดบนาดานเหนอนาวดจากระดบสนฝาย (ม.)
1
2
H
H
N = เลขยกกาลงของ H ในสมการคานวณปรมาณน าผานฝายสนคมกรณ Free flow (H N) ฝายสนคมรปสเหลยมผนผา N =1.5 ฝายสนคมรปสามเหลยม N =2.5
และ ฝายสนคมรปสเหลยมคางหม N =1.5 เปนตน นอกจากน Villemonte ไดนา ผลการความสมพนธดงกลาวมาสรางเปนกราฟ สาหรบ
การคานวณปรมาณนาไหลผานฝายสนคม รปแบบตาง ดงแสดงในรปท 9-13
รปท 9-13 แสดงความสมพนธของการไหลแบบ Submerged ของฝายสนคมแนวดง
Q = อตราการไหลกรณ Free flow ผานฝายสนคมรปแบบใดๆ QS = อตราการไหลกรณการเกด Submerged flow ทเราตองการหา N = เลขยกกาลงของ H ในสมการคานวณปรมาณน าผานฝายสนคมกรณ Free flow
(HN) เชน ฝายสนคมรปสเหลยมผนผา N =1.5 ฝายสนคมรปสามเหลยม N =2.5 และฝายสนคมรปสเหลยมคางหม N =1.5
9-17
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ผลการศกษาของนกชลศาสตรอน ๆ
Abou – Seida and Quraishi (1976) ไดศกษาการไหลของฝายสนคมสเหลยมผนผาทง 2 ลกษณะ คอ บบขางและไมบบขาง ในกรณการไหลแบบ Submerged flow และนาเสนอสมการคานวณโดยอาศยหลกการของ Submerged orifice flow โดยพจารณาการไหล 2 สวนคอ การไหลเหนอ 2H1H และการไหลใต 2H1H
5.012/112/3
1H.g2bdC3
2Q
Q = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Submerged flow (ม.3 /วนาท) H1 = ระดบนาดานเหนอนา ทวดจากระดบสนฝาย (ม.)
H2 = ระดบนาดานทายนา ทวดจากระดบสนฝาย (ม.) Cd = สมประสทธการไหลผานฝาย ใหใชตามสมการ Ceทระบในหวขอ
สมการของ Kindsvater และ Carter
1H
2H
Borghei, Z.Vatannia, M.Ghodsian และM.R.Jallili (2003) ไดศกษาในหองปฏบตการ พฒนาสมการคานวณปรมาณนาผาน ฝายสนคมสเหลยมผนผาไดเปน
m
23
u
d Q*H
H*479.0
BL
161.0985.0BL
008.0Q
Q = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Submerged flow (ม.3 /วนาท) Qm = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Free flow (ม.3 /วนาท) L = b = ความยาวของสนฝาย (ม.) B = ความกวางของทางนา (ม.)
HU = H1 = ระดบนาดานเหนอนา ทวดจากระดบสนฝาย (ม.) Hd = H2 = ระดบนาดานทายนา ทวดจากระดบสนฝาย (ม.)
9-18
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
กรณ L/B = 1 เปนฝายไมบบขาง
mQ*23318.0993.0Q
เมอ uHdH
สมการนตอมาเรยกวา “Modified BVGJ”
(ตงตามอกษรนาหนาชอรวมผวจย)
9.3 ฝายสนคมรปสามเหลยม (Triangular or V-notch sharp-crested weirs or Thomson weirs)
James Thomson (1859) ไดเสนอรปแบบฝายสนคมแบบสามเหลยมทสามารถลด ขอจากดหรอปญหาการใชฝายสนคมสเหลยมผนผาลงได ในกรณทวดปรมาณน าเมออตราการไหล นอย ๆ หรอ Head ตาๆ ดงนนจงมกเรยกฝายสนคมรปสามเหลยมวา Thomson Weir
รปท 9-14 รปแบบฝายสนคมแบบสามเหลยม
9-19
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ขอกาหนดเฉพาะของฝายสนคมรปสามเหลยม
(นอกเหนอจากลกษณะและขอกาหนดทวไปของฝายสนคม)
ลบมมทสนคม 60 องศา ระดบนาดานทายควรตากวาจดยอดของสนฝาย (จะไดไมเกดอทธพลตอการไหล) ฝายสนคมแบบสามเหลยมแบงไดเปน 2 ลกษณะคอ
1). Partially contracted weirs เปนฝายลกษณะกงบบขาง ในกรณทตดตงฝายในทางนาทคอนขางเลกโดยความกวางนอยและตนรปรางหนาตดคลายสเหลยม หรออกนยหนงคอ ระยะหางจากสนคมของฝายกบเสนขอบเขตหนาตดของทางน านอยกวาขอกาหนดทวไปของฝาย สนคม (มากกวา 2Hmax)
2). Fully contracted weirs เปนฝายบบขางทเปนไปตามขอกาหนดทวไปของฝายสนคม ในทางนาทมหนาตดรปแบบตาง ๆ
Bos (1997) ไดกาหนดคณสมบตขนตาของฝายสนคมแบบสามเหลยมทงสองลกษณะ กาหนดไวตอไปน
Partially contracted weirs Fully contracted weirs
1. 2.1P/H 1. 4.0P/H
2. 4.0B/H 2. 2.0B/H
3. m60.0Hm05.0 3. m38.0Hm05.0
4. m60.0B 4. m45.0B
5. m10.0P 5. m90.0P
9.3.1 การคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสามเหลยม กรณ Free Flow
ก. การใชสมการของ Kindsvater และ Carter กบฝายสนคมสามเหลยม
5.2
ee h.2
tan.g215
8.CQ
ซงมมาจากการวเคราะหเชงคณตศาสตรตอไปน
9-20
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
รปท 9-15 ฝายสนคมสามเหลยม
hH2/B
hHX
2tan
hH2
tan2B
gh2.dh.B.CdQ e
dh.gh2).hH(2
tan2CdQ e
dh.h.)hH(g22
tan2CQ 2/3H
0e
H
0
2/52/3e h
52
h.H32
g22
tan2CQ
2/5ee h.
2tan.g2
158
.CQ
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย Free Flow, (ม3/วนาท)
g = ความเรงเนองจากแรงดงดดของโลก = 9.81 เมตร/ (วนาท) 2
he = h1+kh = ความลกประสทธผลของระดบนาทไหลผานฝาย, (ม.) kh = คาปรบความลกทเปนผลจากความหนดและแรงตงผว ขนกบมม θ ทมคาระหวาง 20 – 100 องศา หาไดจากกราฟ ตามรปท 9-16
Ce = คาสมประสทธของการไหล ขนกบคามม θ ของฝาย โดยฝายทวไปหาไดโดยกราฟในรปท 9-17 สวนฝายทมมม 90 องศาขนกบของ H/P
และ P/B หาไดจากกราฟในรปท 9-18
9-21
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
รปท 9-16 กราฟคาปรบความลกทมความสมพนธกบกบมม θ ของฝาย
รปท 9-17 กราฟคา คาสมประสทธของการไหล Ce ของฝายฝายสนคมสามเหลยมทวไป
9-22
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
รปท 9-18 กราฟคาสมประสทธของการไหล Ce ขนกบคาของ H/P กบ P/B
สาหรบฝายสนคมสามเหลยมทมมม 90 องศา
ข. การคานวณโดยประมาณ กรณฝายสนคมรปสามเหลยมทมมม θ เทากบ 90 องศา
2/5H38.1Q Q: ลบ.ม./วนาท, H: เมตร
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย H = ความลกของนาทไหลผานเหนอสนฝาย
θ = 90 o
Ce = 0.585 (เฉลย)
9.3.2 การคานวณปรมาณนาผานฝายสนคมสามเหลยม กรณ Submerged flow
Hager (1990) ศกษาการไหลกรณ Submerged flow ของฝายสนคมสามเหลยม โดยใชหลกการของ Villemonte สรปผลเปนกราฟความสมพนธของ S = H2 / H1
และ ψ = QS / Q ตามรปท 9-19 สมการทใชในการคานวณ
385.05.2s S1Q
Q
QS = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Submerged flow (ม.3/วนาท) Q = ปรมาณนาไหลผานฝายกรณ Free flow (ม.3/วนาท) S = H2 / H1
9-23
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
การใชกราฟ ตามรปท 9-19
1) คานวณคา Q จากสมการFree flow
2) หาคา S = H2 / H1 นาคา S ไปหาคา ψ จากกราฟ 3) แทนคา QS = ψ Q
รปท 9-19 กราฟใชประกอบการคานวณปรมาณนาไหลผานฝายสนคมสามเหลยม
กรณ Submerged Flow
9.4 ฝายสนคมรปสเหลยมคางหม (Trapezoidal sharp - crested weirs)
หลกการคานวณปรมาณน าผานฝายสนคมรปสเหลยมคางหม นนมาจากสวนตดของสามเหลยม ซงแสดงตามรปท 9-20โดยสวนทเปนสนคมตองลบมมนอยกวาหรอเทากบ 45 องศา
รปท 9-20 ลกษณะของฝายสนคมรปสเหลยมคางหม
9-24
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ฝายสนคมรปสเหลยมคางหมมาจากฝายสนคมรปสเหลยมและฝายสนคมรปสามเหลยมประกอบกน แสดงดงรปท 9-21
รปท 9-21 หลกการคานวณของฝายสนคมรปสเหลยมคางหม
สมการของฝายสนคมรปสเหลยมผนผา 2/31e h.b.g2
32
.CQ
สมการฝายสนคมรปสามเหลยม 2/51e h.
2tan.g2
158
.CQ
Q ฝายสนคมรปสเหลยมคางหม = Q ฝายสนคมรปสเหลยมผนผา + Q ฝายสนคมรปสามเหลยม
2/5
1e2/3
1e h2
tan.g2158
.Ch.b.g232
.CQ
2/3
1ce h2
tanh54
bg232
CQ
Cipoletti (1886) ไดปรบปรงฝายสนคมรปสเหลยมผนผาแบบบบขาง เพอใหการไหลมการบบตวดานขางลดลง โดยปรบใหมรปรางเปนรปสเหลยมคางหมทดานขางมความลาดเอยง แนวตง: แนวราบ เทากบ 4:1 ดงนนจงมกเรยกฝายรปแบบนวา Cipoletti weir
รปท 9-22 ขอกาหนดพนฐานของ Cipoletti weir
9-25
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
สมการคานวณสาหรบ Cipoletti weir จะคลายกบฝายสเหลยมผนผาแบบบบขาง
2/31vd hbg2
32
CCQ
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย, (ม3/วนาท)
g = ความเรงเนองจากแรงดงดดของโลก = 9.81 เมตร/ (วนาท) 2 h1 = ความลกของนาทไหลผานฝาย, (ม.) b = ความกวางของสนฝาย, (ม.) Cd = คาสมประสทธของการไหล มคา = 0.63
Cv = คาสมประสทธของความเรวของกระแสนา หาไดจากกราฟจากรปท 9-7 กรณ
ฝายสนคมรปสเหลยมคางหมอนโลมใหใชกราฟของชองเปดสเหลยม หรอใชคา = 1.0 ถาไมตองการความละเอยดในการคานวณมากนก
ขดจากดทเพมเตมจากคณสมบตทวไป พจารณารปท 9-22 1. m60.0hm06.0 1
2. 5.0b/h c1
สตรทวไปของคานวณสาหรบ Cipoletti weir
1) เมอความเรวเฉลยกระแสนาหนาฝายนอยกวา 0.30 เมตร /วนาท
2/3HL859.1Q Q: ลบ.ม./วนาท, H: เมตร (หรอ h1)
เมอ Q = ปรมาณนาทไหลผานฝาย H = ความลกของนาทไหลผานเหนอสนฝาย
L = ความกวางของสนฝาย (หรอคา b)
2) เมอความเรวเฉลยกระแสนาหนาฝายมากกวา 0.30 เมตร /วนาท ใหคด Velocity head หรอ ∆h = v2/2g ดวย
2/5)h5.1H(L859.1Q Q: ลบ.ม./วนาท, L, H: เมตร
9-26
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.5 Proportional Weirs or Sutro Weirs
เปนฝายทมคณสมบตแตกตางจากฝายสนคมรปแบบอน ๆ ทอตราการไหลจะเปนสดสวนตรงกบความลกการไหลเหนอสนฝาย (Head: h) เพราะคายกกาลงของ h ในสมการคานวณอตราการไหลของฝายชนดนทจะกลาวตอไปจะมคาเทากบ 1 (ในขณะทฝายสนคมรปสเหลยมผนผา h3/2, สามเหลยม h5/2 ฯลฯ) ทาใหงายในการควบคมอตราการไหล ฝายชนดนนาเสนอหลกการรปแบบในเชงทฤษฎโดย Stout ในป 1897 เรยก Linear Proportional Weir
และไดรบการพฒนาในเวลาตอมาหลายรปแบบ แตรปแบบทนยมใชงานนนพฒนาโดย Sutro ใน
ป 1908 ทาใหมกนยมเรยกฝายชนดนวา Sutro Weir ดงแสดงในรปท 9-23
รปท 9-23 ลกษณะรปรางและคณสมบตทวไปของ Proportional Weirs or Sutro Weir
สมการของสวนโคงพาราโบลคของฝาย a/ntan2
1bx 1
c
พจารณานาไหลผานชองเปดใตแนว CD เปนรปสเหลยมผนผา กวาง bc สง a =
h1-h0
gh2v , dhbdA c
dhgh2bdQ c
dhhg2bQ0h
1h
5.0c
5.10
5.11cer hhbg2
32
CQ
พจารณานาไหลผานชองเปดทเปนสวนโคงเหนอแนว CD
nhg2v 0 , nxddA , 5.0ncx
nxdnhg2dQ 0
nxdnhg2CQ5.0
0h
00ec
9-27
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
การไหลรวมในชองเปดทง 2 สวน
0h
0
5.00
5.10
5.11cecr nxdnhhhb
32
g2CQQQ
เนองจากการคานวณมความยงยากมากจงขอนาผลสรปมาแสดง จะไดเปน
3/ahabnxdnhhhb32
1c
0h
0
5.00
5.10
5.11c
3/ahbga2CQ 1ce
ตารางท 9-2 คาสมประสทธของการไหล Ce ของ Sutro weir ทสมพนธกบคา a และ b หรอ bc
ในทางปฏบตจะพบวาการตรวจวดโดยใช Sutro weir นนจะทาไดงายมความสะดวกในการคานวณมาก เพราะวาเมอนาคาความลกของน าทไหลผานฝาย (h1) มาคณคาคงทของฝายกจะทราบปรมาณนาไหลผานฝายไดเลย โดยการปรบปรงสตรการคานวณตอไปน
ปรบปรงสตรการคานวณเปน
3/ahKQ 1
หรอ dhKQ
เมอ ce bga2CK จะเปนคาคงท เพราะ คา Ce, g=9.81, a, bc เปนคาคงท
3/ahh 1d
Sutro weir นยมใชมากในตางประเทศเพอวดปรมาณน าในคสงน า คระบายน าในระบบชลประทาน หรอใชในระบบบาบดนาเสยในโรงงาน ฯลฯ
9-28
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.6 ฝายสนคมรปพาราโบลค (Parabolic sharp - crested weirs)
เปนฝายทอาจจดในกลมทศกษาในเชงวชาการมากกวาการใชงานจรง ในทนนาเสนอใหเหนแนวคดและหลกการคานวณเทานน
รปท 9-24 คณสมบตทวไปของฝายสนคมรปพาราโบลค
fm22x
1h
0 1e dm.mhfm22.g2CQ
cos12h
m 1
d.sincos1
2h
.f22.g2CQ0
22
1e
21e h.fg
2CQ
เมอ f = focus of parabolic, เมตร h1 = ความลกของนาทไหลผานสนฝาย, เมตร คา Ce หาไดจากตารางท 9-3 โดยจะสมพนธกบคา h1/f
ตารางท 9-3 คาสมประสทธของการไหล Ce ของฝายสนคมรปพาราโบลค
9-29
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.7 ฝายสนคมรปวงกลม (Circular sharp - crested weirs)
เปนฝายทอาจจดในกลมทศกษาในเชงวชาการมากกวาการใชงานจรง ในทนนาเสนอใหเหนแนวคดและหลกการคานวณเทานน
รปท 9-25 แสดงขอกาหนดทวไปของฝายสนคมรปวงกลม
รปท 9-26 รปดานหนาแสดงของการไหลผานฝายสนคมรปวงกลม
cossind22sindsinr2x cc
2c sind)cos1(rm
dcossind2dm c
9-30
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ดงนน
d)sindh()cossind2(g2CQ 2c1
2c
h
0e
ถา c
12
d
hk (มคา <1)
h
0
h
0
2242225.2ce d)sink(sind)sink(sindg24CQ
)sink1(andsinksin 22
2/
0
dE
2/
0
dK
2/
0
2/
0
4n
2
2/
0
2n
2
2n
dsin
k
1
1n
3nd
sin
k
k1
1n
2nsin
}K)kk32(E)kk1(2{dg215
4CQ 42425.2
ce
5.2cie
5.2ce dCdg2
154
CQ
}K)kk32(E)kk1(2{ 4242
g2154
i
คา และ i ทขนอยกบคาของ c
1
d
h หาไดจาก ตารางท 9-4
9-31
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ตารางท 9-4 คาของ ω และ Φi ทขนอยกบคาของ c
1
d
h
5.2cie
5.2ce dCdg2
154
CQ
9-32
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.8 ฝายสนคมแบบผสม (Compound sharp - crested weirs)
เปนฝายทนารปแบบของฝายสนคมแบบตาง ๆ โดยเลอกคณสมบตทด มาปรบใชใหเหมาะสมกบลกษณะการไหลของน าในทางน า เชน ฝายสนคมรปสามเหลยมใชไดดกบความลกของนานอย ๆ หรออตราการไหลตา ตะกอนทไหลปนมากบน าไหลผานไปไดงาย ในขณะทฝายสนคมรปสเหลยมผนผาเหมาะกบอตราการไหลสง ๆ ดงนนหากเปนทางน าทมอตราการไหลหลายระดบคอตงแตนอยมากจนถงคาสงสดของความจทางนา หรอมตะกอนไหลปนมากบน ามาก การใชฝายวดนารปแบบผสมของฝายรปสามเหลยมอยสวนลางกบฝายรปสเหลยมผนผาอยสวนบนกจะทาใหสามารถตรวจวดไดครอบคลมทกอตราการไหล และแกปญหาการเกดตะกอนตกจมหนาฝายวดนาเมออตราการไหลตา ๆ ได เปนตน
รปแบบของฝายสนคมแบบผสม (Compound sharp-crested weirs อาจเรยกเปน Combined sharp-crested weirs weir) นนมหลากหลาย แตทนยมสรางใชงานจะมรปแบบผสมระหวางฝายสนคมสามเหลยม และฝายสนคมสเหลยมผนผา ตามรปแบบของ USBR ดงแสดงในรปท 9-27
รปท 9-27 ฝายสนคมแบบผสมของฝายสามเหลยมและฝายสเหลยมผนผา
รปท 9-28 ฝายสนคมแบบผสมของฝายสามเหลยม 90 องศาและฝายสเหลยมผนผา
จะมขอบเขตการไหลทบซอนกน (Transition zone)
9-33
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
ตวอยางลกษณะฝายแบบผสมทออกแบบโดย USBR แสดงในรปท 9-27 เปนฝายผสมระหวางฝายสนคมแบบผสมของฝายสามเหลยม 90 องศาและฝายสเหลยมผนผา คาระยะตางๆ ตองเปนไปตามหลกเกณฑของฝายสนคมทง 2 ชนด
B: ความกวางของทางนา คาตาสดไมนอยกวา 0.61 ม. (2 ฟต) b: ความกวางของชองฝายสเหลยมผนผา คาตาสดไมนอยกวา 0.305 ม. (1 ฟต) การไหลผานฝายหากระดบน าต ากวาชองฝายสามเหลยมใหคานวณดวยสมการฝาย
สามเหลยม 90 องศาทไดอธบายมาแลว แตหากระดบน าอยสงกวาชองฝายสามเหลยม ลกษณะการไหลจะเปลยนไป อตราการไหลจะตองคดจาก 2 สวนดงน
อตราการไหลรวม ≈ อตราการไหลผานชองเปดรปสามเหลยม+ชองเปดรปสเหลยมผนผา
อตราการไหลรวมของฝายแบบผสมจะใกลเคยงกบอตราการไหลทคดแบบแยกสวนในกรณการไหลปกตของฝายแตละแบบ เพราะจะเกดการทบซอนกนของการไหล (Transition
zone) ทระดบ 0.8 ของความสงฝายสามเหลยม หรอ 0.8 d1 ถงระดบ 0.2 ของความลกสงสดน าทผานชองเปดของฝายสเหลยม หรอ 0.2 d2 ซงแสดงในรปท 9-28
ดงนนฝายประเภทนจงจาเปนตองมการ Calibrate เพอหาสมการการไหล และหาคาสมประสทธของการไหลทความลกแตละชวงของฝายแตละตวกอนเสมอจงจะใชตรวจวดไดถกตอง
ตวอยาง การคานวณทไดจากการ Calibrate ฝายแบบผสมรปท 9-27 เมอความลกการไหลอยในชวงระดบของฝายสเหลยมผนผาแลว
5.1
272.1
1 bh82.104.0h2.5Q
Q = อตราการไหล (ม.3/วนาท) h1 = ความลกของนาทไหลผานฝายสนคมรปสามเหลยม (ม.) h2 = ความลกของนาเหนอฝายสนคมรปสเหลยมผนผา (ม.) b = ความกวางของชองฝายสเหลยมผนผา (ม.)
9-34
หลกการคานวณปรมาณนาผานอาคารชลประทาน ปราโมท พลพณะนาว สานกชลประทานท 8
9.9 ฝายสนคมรปสวนตดของรปสามเหลยม
(Truncated triangular sharp-crested weirs)
พจารณารปท 9-29 ลกษณะของ Truncated triangular sharp-crested
weirs นนเปนชองเปดเปนรปหาเหลยม ทเกดจากรปสามเหลยมสง h1 ทถกตดสวนมมทฐานทงสองขางออก ตามรป (a) สวนการไหลผานชองเปดรปหาเหลยมนนอาจแบงไดเปน 2 สวน คอ ในสวนของหนาตดรปสามเหลยมรปใหญมความสง h1 หกกบสวนของหนาตดรปสามเหลยมทถกตดออกสง h1-Hb ในรป (b)
รปท 9-29 ทมาของ Truncated triangular sharp-crested weirs
รปท 9-30 แสดงรปรางมตของ Truncated triangular sharp-crested weirs
การคานวณปรมาณนาไหลผาน Truncated triangular sharp-crested weirs
ถา h1 ≤ Hb ใชสมการ 5.2
1e h2
tang2158
CQ
ถา h1 > Hb ใชสมการ
5.2b1
5.21e Hhh
2tang2
158
CQ
หรอ 5.2b1
5.21
b
ce Hhh
HB
g2154
CQ
------------------------------------------------------------------------