SU YAPILARI PROJESİ No= Adı Soyadı=
97042014 Sarp ALTAN
Bağlama tipi=
Çökeltme havuzu tipi=
Hareketli Schoklitsch
Bağlama yapılacak akarsuyun,bağlama yeri ve civarına ait bilgiler (Liste1,2,3,4,5,6) da isale kanalına ait bilgiler (Liste:2,7) verilmiştir. Yapılacak bağlama ile akarsuyun minimum sarfiyatının % 35 si kullanılacak ve ihtiyaç fazlası su savaklanacaktır.
Enkesitteki eşel sıfırının kotu: 100,00 ve isale kanalının nihayetinde su yüzü kotu:98,5 olacaktır. Liste 1 : Akarsuyun bağlama yapılacak yerinde ve civarında enkesiti: X: 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 30,00 35,00 45,00 60,00 70,00 90,00 98,00 Y: 3,70 2,10 -1,34 -1,24 -1,20 -0,81 -0,63 -0,53 -0,31 -0,03 0,21 0,11 X: Y:
110, 110,00 00 0,36 ,36
120, 120,00 00 0,6 0,67
125, 125,00 00 1,15 ,15
127, 127,00 00 2,0 2,00
130, 130,00 00 2,82 ,82
138, 138,00 00 2,8 2,82
142, 142,00 00 3,55 3,55
Liste 2: Enkesit civarında ve isale kanalı güzergahında zemin ve malzeme durumu. (A: akarsu, İ: isale kanalı) (I) Silt (0,005-0,05) ( ) İnce çakıl (2,50-5,00) (A) İnce kum (0,05-0,25) ( )Orta çakıl (5,00-10,00) (I )Kaba çakıl (10,0-15,00) (A) Orta kum (0,25-1,00) (I) Kaba kum (1,00-2,50) ( )Kayalık (15,00-20,00) (A) Kumlu kil ( )Çok killi zemin (I) killi zemin () Az killi zemin (parantez içindekiler dane çapıdır mm.) Liste 3:Enkesit civarında akarsuyun genel pürüzlülüğü (1) Enkesit tabanı oldukça oldukça muntazam,sahilleri düz düz ve sağlam,hiç bitki örtüsü yok.(n=0,028) (2) 1. Gibi,bununla Gibi,bununla beraber sahili bitki bitki örtüsü ile kaplı (çalılık,kamışlıklar vs.)(n=0,034) vs.)(n=0,034) (3) Enkesitleri oldukça gayri gayri muntazam birkaç sahil kaymış,oyulmalar kaymış,oyulmalar ve birikintiler mevcut. (n=0,037) (4) 3. Gibi fakat fakat kuvvetli sahil kaymaları,oyuntular ve yığıntılar mevcut.(n=0,04) (5) 4. Gibi,bununla beraber taban taban ve sahilde sahilde bitki mevcut.(n=0,045) mevcut.(n=0,045) (6) Vahşi dereler,kuvvetli bitki bitki örtüsü (çalılıklar,ağaçlıklar,kamışlıklar) derin oyulmalar,büyük taşlar ve kuvvetli sahil kaymaları mevcut.(n=0,050) (7) Vahşi yan yan dereler, gayri gayri muntazam ve irili çakıllı kayalım kayalım yatak.(n=0,06) Liste 4:Enkesit ve civarında geçirimli tabaka kalınlığı: (m)olarak eşel sıfırına göre ve aşağıya doğru: 1,50 2 3,00 3,5 4 4, 5 5 5,5 6,00 6,5 7 7,5 8 8,5 m. den fazla d= 0,14 mm alınacaktır. Liste 5: Akarsuyun ebkesit civarında eğimi: J*(10 -4) 5,10 5,5 6 6,5 7 8, 5 9,5 9
10
10,5
11
11,5
12,5
Liste 6:Enkesitten geçen maksimum,ortalama,minimum su seviyeleri (eşel sıfırına göre) Maksimum:60-65-70-75-80-85-90-95-100-105-110-120-125-130 Ortalama: 10-15-20-25-30-36-40-45- 50- 55- 60 – 70 - 75- 80 Minimum: -10--5-00-05-10-15-20-25- 30- 35- 40- 50- 55- 60 Liste 7:İsale kanalının uzunluğu (km. olarak) 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 16
9,5
10
12
13
14
15
4*(10-4) isale kanalı eğimi İSTENENLER:
1) Akarsudan geçen debilerin hesabı,akarsu anahtar eğrisi,hidrolik yarıçapı ve alan eğrisi. 2) Piriz hesabı ve boyutlandırılması. 3) İsale kanalı hesabı ve boyutlandırılması. 4)Çökeltim havuzu boyu,genişliği vs ile ilgili hesaplamalar ve boyutlandırılması. 5) Kayıpların hesabı ve kabarma kotunun tayini. 6) Bağlama uzunluğu ve hidrolik profilinin tayini hesapları.
7) Bağlamadan aşan veya geçen max,ort.,ihtiyaç fazlası debilerin (mansap şartlarıda gözönüne alınarak) hasıl edeceği nap kalınlıklarının hesabı. 8)Düşüm yatağı boyu,derinliği,tipi hesapları. 9) Düşüm yatağı nihayetinde oyuntu boyunun hesabı (anroşman kaplama uzunluğu hesabı). 10) Bağlama,düşüm yatağı statik hesabı, ve boyutlandırılması.
Enkesit üzerinde hmin su seviyesindeki koordinatın bulunuşu: Sol tarafta üçgen benzerliğinden 3,44/5=[(3,44)-(1,34+0,3)] / (x 1-5)
x1=7,62
(hmin)
Sağ tarafta doğru denklemleri yardımı ile
(y-0,36)/(x-98)=(0,11-0,36)/(98-110)
y=0,3 için
x 2=107,12
(hmin)
ALAN HESAPLARI: 2*Amin=[(0,5 *(107,12-10)-1,34*(7,62-15)-1,24*(10-20)-1,20*(15-30)-0,81*(20-35)0,63*(30-45)-0,53*(35-60)-0,31*(45-70)-0,03*(60-90)+0,21*(70-98)+0,11*(90107,12)+0,3*(98-7,62)] Amin=66,14 m2 Diğer Alanlar Autocad’le Hesaplanmıştır. Aort=86,8766 m 2 Amax=143,4965 m 2 Pmin= 100,0355 m Port =107,7873m Pmax=117,6092 m Rmin=66,14/100,0355=0,6611 m Rort=86,8766/107,7873=0,8060 m Rmax=143,4965/117,6092=1,2201 m Qmin= 1/n*Rmin2/3*J1/2*Amin =33,4163 m3/s Qort= 1/n*Rort2/3*J1/2*Aort
=>1/0,045*(0,6611) 2/3*(9*10-4) 1/2*66,14 =>1/0,045*(0,8060) 2/3*(9*10-4) 1/2*86,8766
=50,1251 m3/s Qmax= 1/n*Rmax2/3*J1/2*Amax =109,3037 m 3/s
=>1/0,045*(1,2201) 2/3*(9*10-4) 1/2*143,4965
Qalınan=Qmin*%35=33,4163*0,35=11,6957 m 3/s Q'min=Qmin-Qalınan=>33,4163-11,6957=21,7206 m 3/s Q'ort=Qort-Qalınan =>50,1251-11,6957=38,4294 m 3/s Q'max=Qmax-Qalınan
=>109,3037-11,6957=97,6080m 3/s
Yeni hmax',hort',hmin' değerlerinin bulunması:
------------------------------------------------------------------------------------------------hmin = 0,06 m x1=7,97 x2=77,5
2*Amin=[(0,06*(77,5-10)-1,34*(7,97-15)-1,24*(10-20)-1,20*(15-30)-0,81*(20-35)0,63*(30-45)-0,53*(35-60)-0,31*(45-70)-0,03*(60-77,5)+0,06*(70-7,97)] A=45,36 m2 P=69,99 m Qmin =22,61 22,61-21,72 <1
R=0,48m
uygun
Diğer Alanlar Autocad’le Hesaplanmıştır. hort =0,36 m
Qort =39,05 39,05-38,43<1
uygun
hmax =0,91 m
Qmax =97,01 97,01-97,61<1
uygun
SONUÇ TABLOSU
Min
H (m) 30
A (m2) 66,1411
Ort
50
86,8766
Max
100
143,496 5
P (m) 100,035 5 107,787 3 117,609 2
R (m) 0,6611
Q (m3/s) 33,4163
0,8060
50,1251
1,2201
109,303 7
Qal (m3/s) 11,695 7 11,695 7 11,695 7
Q' (m3/s) 21,720 6 38,429 4 97,608 0
H (m) 6 36 91
İSALE KANALI BOYUTLANDIRMASI: b= 2h * 1 + m2 − m m=1 seçilirse b= 2h * 1 + 12 − 1 ]=0,828h A=h*(b+m*h)
A=h*(b+1*h)=1,828h²
P=b+ 2h * 1 + m2 R=A/P ⇒
P=0,828h+ 2h * 1 + 12 =3,656h
1,828h²/3,656h=0,5h ⊕
Q=Qalınan R=0,5h
J=4*10 -4
Q=11,69 m³/s
n=0,016
Q= 1/n*R 2/3*J1/2*A
=> 11,69=1/0,016*(0,5h) 2/3*(4*10-4) 1/2*1,828h²
h=2,193 m b=0,828h=2,161 m A=1,828h²=8,79 m² P=3,656h=8,02 m B=b+2*m*h=1,82+2*1*2,193=6,21 m B=6,21 m
h=2,193 m
b=1,82 m İ.K.S.T.K=98,50-2,193=96,31 m ∆ h= J*L= 4*10-4*12000=4,8 m İ.K.B.S.Y.K=98,50+4,8=103,3 m İ.K.B.T.K= 96,31+4,8=101,11 m
m=1
ÇÖKELTİM HAVUZU BOYUTLANDIRMASI Schoklitsch tipi çökeltim havuzu Dane çapı = 0,14 mm
LAMİNER AKIM D=0,14 mm V = a * D 0,5
a=44 = 44 * 0,14 0,5 =16,46 cm/sn = 0,1646 m/sn
hort = hisale + heşik + ∆hyersel =2,193 + 0,5 + 0,05 =2,743 m
ω =[ (γ s- γ ) / γ ] (g d²) / 18 ν = (2,65-1)*9,81*(0,00014)² / (18*10 -6) =0,0176 m/sn L = V*hort/ ω =0,1646 *2,743 /0,0176 =25,65 m =>Lgüvenli=1,5*25,65=38,48 m Q =11,6957 m³/sn
B = 11,6957/(0,1646*2,743) = 25,90 m
TÜRBÜLANSLI AKIM Re =V*R / ν =0,1646 * 1,37 / 10 -6 =225502 cd =24/Re + 3 / Re 0,5 + 0,34 =24 / 225502 + 3/225502 0,5 +0,34 =0,3464 =0,4 alındı w=[(4/3)* (2,65-1)*(9,81)*(0,00014)/0,4] 0,5 =0,087 m/sn => yatay çökelme hızı w’=k*v/√h = 0,132*0,1646/2,743 0,5 =0,013 m/sn
=> düşey çökelme hızı
L=1,2*h*v/ (w-w’) =2,743*0,1646*1,2/ (0,087-0,013) =7,32 m B= Qalınan/ (V*h) =11,6957/ (0,1646*2,743) =25,90 m Qalınan=11,6957 m³/sn
YÜK KAYIPLARI
1. İsale Kanalı Girişindeki Rakortman Kaybı Visale= 11,69/8,79=1,33 m/sn Q = V2*A2 =V1*A1 11,69 = V 2 * (25,90*2,19)
=> V2 =0,206 m/s (rakortmandaki hız)
Daralma için Kg = 0,3 Genişleme için Kg = 0,5 Hk= kg* (V 1 ² - V2 ²)/ 2g =0,3* (1,33²-0,206²)/19,62 = 0,026 m Rakortman boyunun hesabı= B = b+2*m*d + 2 * L * tan α
α=25
m=1
d=hisale+hava payı =2,193+0,4 =2,593 m 25,90 = 1,82 +2 * 1 * 2,593 + 2 * L * tan 25 2.
m=1
⇒ L=20,26 m
Çökeltim Havuzu Sonu Eşik Kaybı
Q =2,88*B*[(2/3)*hk 3/2 + h* hk 1/2 ] H= hisale+heşik+hk 1 =2,193+0,5+0,026 = 2,72 m 11,69 =2,88*25,90*[(2/3)*hk 3/2 + 2,72* hk 1/2 ] hk=0,0033 m
3. Çökeltim Havuzu Kaybı ∆ hk 3 =J*L = 0,003*7,32 = 0,022 m
4. Dalgıç Perde Yük Kaybı
µ =0,75
V=1m/sn
hk =(1/ µ²)* (V²/2g) =(1/ 0,75²)* (1²/19,62) = 0,090 m
5. Izgara Yük Kaybı α=75
s=0,02m
b=0,1m
β=1,03
hk =β*(s/b)4/3 * sin α * (V²/2g) =1,03*(0,02/0,1) 4/3 * sin 75 * (1²/19,62) = 0,006m
6. Giriş Eşiği Yük Kaybı V1 = 0,8 m/sn
µ =0,75
V2 =1 m/sn
hk=(1/0,75²) * (1-0,8)²/19,62 = 0,0036 m
7. 2. Rakortman Yük Kaybı Vseçilen =1 m/sn Q = V2*A2 =V1*A1 11,69 = V 2 * (25,90*2,19)
=> V2 =0,206 m/s
Genişleme için Kg = 0,5 hk= kg* (V 1 ² - V2 ²)/ 2g =0,5* (1²-0,206²)/19,62 = 0,024 m Rakortman boyunun hesabı= B = b + 2 * L * tan α Q = V * A =>11,69 =1*b*2,743
α=25 25,90 = 4,26 + 2 * L * tan 25=>L=23,20m
8. Giriş Ağzı Yük Kaybı
=> b=4,26 m
hk= kd* (V 1 ² - V2 ²)/ 2g = 0,3* (1 ² - 0,8 ²)/19,62 =0,0055 m
SU YÜZÜ KOTLARI
İsale kanalı başı su yüzü kotu = 103,3 m 103,3 + hk 1 = 102,1 + 0,026 = 103,326 m 103,326 + hk 2 = 103,326 + 0,0033 = 103,329 m 103,329 + hk 3 = 103,329 + 0,022 = 103,351 m Kabarma Kotu = 103,351 + hk 8 +hk 7+ hk 4 + hk 5 + hk 6 = 103,351 + 0,0055 +0,024+ 0,006 + 0,0036 + 0,090 = 103,480 m Taban Kotu = 101,11 m 101,11 – heşik =101,11 – 0,5 = 100,61 m 100,61 + hk 3 = 100,61 + 0,022 =100,632 m 100,632 – heşik = 100,632 – 1 = 99,632 m Hort = [(103,351-100,632)+(103,329-100,61)]/2 = 2,719 m ≅ 2,7 m
HAREKETLİ BAĞLAMA B brüt=140,24 m bulundu. Bçg ≅ 0,1*B brüt = 0,1*140,24=14,024 m = 15 m seçildi Kenar ayak genişliği =1,5 m Orta ayak genişliği =1,0 m Ayak şekil katsayısı
k a=0,02 .k o=0,04
ayaklar arası mesafe 10 m seçildi (140,24 –15) =(2*1,5)+ (n*1)+[(n+1)*10]
=> n=11 ayak bulundu
11 orta ayak - - 12 aralık - - 12 kapak Bbrüt = Bçakılgeçidi + 2*bwkenarayak + n* bw ortaayak + bnet bnet=111,24 m b’= bnet-2*(n*k o+k a)h b’=111,24*(11*0,02+0,04)h=111,24-0,52*h ayaklar arası mesafe= 10,00 m kapak genişliği =10,00+0,50=10,5 m Su yüksekliği = Kabarma kotu – Talveg kotu = 103,480-98,66 = 4,82 m H bağlama yüksekliği = Su yüksekliği + hava payı =4,82 + 0,2 = 5,02 m Q = µ * a * b * (2*g*h) 1/2
µ=0,6 b = ayaklar arası mesafeye eşit alınır = 10 m
µ = ε / (1+ ε*a/h)1/2 h’ = ε * a a1 = (1/3) * 5,02 = 1,673 m a2 = (2/3) * 5,02 = 3,347 m a3 = 5,02 m Bu değerler ve formüller kullanılarak aşağıdaki tablo oluşturulur:
A a/h
ε µ h’ B Q
0,75 0,1494 0,6290 0,6015 0,4717 10 44,88
1,673 0,333 0,6646 0,6016 1,1119 10 100,13
1,8 0,3586 0,6695 0,6015 1,2051 10 107,71
2,2 0,4382 0,6849 0,6010 1,5069 10 131,55
3 0,5976 0,7158 0,5995 2,1474 10 178,93
3,347 0,67 0,7292 0,5986 2,4406 10 199,34
5,02 1 0,7937 0,5933 3,9845 10 296,31
BATMIŞ AKIM KONTROLÜ a = 0,75
µ=0,6015
h1=0,4717
Q kapak altından geçen debi = x * µ * a * b * (2*g*h)1/2 H/a =6,693 X = 0,4 için h2 /a= 6,4 okundu
=> h2 =6,4*a=5,4 * 0,75 =4,8 m
Q = 0,4 * 0,6015 * 0,75 * 140,24 * (2*9,81*5,02) 1/2 = 251,15 m³/sn q = Q / bnet =251,15 / 111,24 =2,257 m³/sn.m h2 = (-h1 /2) + [h1 ²/4 +2*q²/(g* h1 )]1/2 =1,267 m h2 / a = 1,689 < 4,8 (tablodan okunan değer) Buna göre batmış akım durumu oluşmaz. ....................................................................................................................................................... a = 1,673
µ=0,6016
h1=1,1119
Q kapak altından geçen debi = x * µ * a * b * (2*g*h)1/2 H/a = 3 X = 0,4 için h2 /a= 2,8 okundu
=> h2 =4,684 m
Q = 0,4 * 0,6016 * 1,673 * 140,24 * (2*9,81*5,02) 1/2 = 560,32 m³/sn q = Q / bnet =560,32 / 111,24=5,037 m³/sn.m h2 = (-h1 /2) + [h1 ²/4 +2*q²/(g* h1 )]1/2 =1,671 m h2 / a = 0,999 < 4,684 (tablodan okunan değer) Buna göre batmış akım durumu oluşmaz.
.....................................................................................................................................................................................
a = 1,8
µ=0,6015
h1=1,2051
Q kapak altından geçen debi = x * µ * a * b * (2*g*h)1/2 H/a = 2,79 X = 0,4 için h2 /a= 2,7 okundu
=> h2 =4,86 m
Q = 0,4 * 0,6015 * 1,8 *140,24 * (2*9,81*5,02) 1/2 = 602,76 m³/sn q = Q / bnet =602,76 /111,24 =5,419 m³/sn.m h2 = (-h1 /2) + [h1 ²/4 +2*q²/(g* h1 )]1/2 =1,706 m h2 / a = 0,947/ 4,86 (tablodan okunan değer) Buna göre batmış akım durumu oluşmaz. .....................................................................................................................................................................................
a = 2,2
µ=0,6010
h1=1,5069
Q kapak altından geçen debi = x * µ * a * b * (2*g*h)1/2 H/a = 2,281 X = 0,4 için h2 /a= 2,1 okundu
=> h2 =4,62 m
Q = 0,4 * 0,6010 * 2,2 *140,24 * (2*9,81*5,02) 1/2 = 736,08 m³/sn q = Q / bnet =736,08 /111,24 =6,617 m³/sn.m h2 = (-h1 /2) + [h1 ²/4 +2*q²/(g* h1 )]1/2 =1,794 m h2 / a = 0,815/ 4,62 (tablodan okunan değer) Buna göre batmış akım durumu oluşmaz. ....................................................................................................................................................... Diğer H/ a oranları eğrilerin dışında kaldığı için batmış akım durumu yoktur. .......................................................................................................................................................
TAŞIYICI SİSTEMİN BELİRLENMESİ n = 5 tane çelik profil bulunsun
Taşıyıcı no: 5 Su yüzünden uzaklığı:
1 1,59
2 2,75
Hi =H* [(2*i-1) / (2*n)] 0,5 h1 =5,02*[(2*1-1) / (2*5)] 0,5 = 1,59 h2 =5,02*[(2*2-1) / (2*5)] 0,5 = 2,75 h3 =5,02*[(2*3-1) / (2*5)] 0,5 = 3,55 h4 =5,02*[(2*4-1) / (2*5)] 0,5 = 4,20 h5 =5,02*[(2*5-1) / (2*5)] 0,5 = 4,76 q = (1/5) * 0,5 * γ * h² = (1/5)*0,5*1*5,02² =2,52 t/m M= q*l²/8 =2,52*10²/8 = 31,5 W= M / σ = 3150/1,4 =2250 cm³ Seçilen ⇒ I 475 Wk = (2380) K= µ*P + G P = 0,5* γ * h²*l= 0,5*1*5,02²*10=126,00 t Profillerin ağırlığı=
128*10*5=6400 = 6,40 t 8mm levha akma çeliği= 10*5,02*2*62,8=6,30 t
0,5*5,02*2*62,8=0,31 t 0,5*10*2*62,8=0,31 t G=6,40+6,30+0,31+0,31=13,32 t
3 3,55
4 4,20
4,76
K= 0,1*126 + 13,32=25,92 t
DÜŞÜM YATAĞI BOYUTLANDIRMASI Q’max=97,61 m³ 97,62/12 = 8,14 m³ her kapaktan geçen debi q= 8,14/10 =0,814m³/sn.m h=ε*a
a=3/12=0,25
a/H =0,25/5,02 =0,049
⇒ ε =0,6144 okundu
h=0,6144*0,25=0,153 h2 = (-h1/2)+ [(2*q²)/(g* h1) + h1²/4]0,5 h2 =1,24 h2 / h1 =(1/2)*[(1+8*F²)0,5 –1] =8,10 ⇒ F=6,5 V=Q/A= 8,14/(0,25*10) = 3,256 < 17 USBR IV tipi havuz seçildi
SIZMA TAHKİKİ
C=2 L ≥ c*h = 2 * 5,02=10,04
l/H2 Oranı 6,5 Bulundu.H 2 ‘yi yerine koyarsak l=8,18 bulunur. L = 2,25+(3,5+0,5+8,18)/3 +1,75=8,06 nokta A B C
Statik basınç 7,27 7,27 7,27
J=H/L 0,62 0,62 0,62
L 2,25 3,58 6,31
J*L 1,40 2,22 3,91
J= H/L =5,02/8,06= 0,62 5,02+2,25=7,27 2,25 + (3,5+0,5)/3=3,58
2,25 + (3,5+0,5+8,18)/3=6,31
Basınç 5,87 5,05 3,36
KRİTİK RADYE KALINLIĞI:
TK*8,18*2,5=0,5*(5,05+3,36)*8,18*1 TK=1,68 < 1,75
√
