Kennedy's Theory of Canal System: Koncept, Begrænsninger og Design

Læs denne artikel for at lære om begrebet, begrænsninger og design af kunstvandingskanaler i Kennedys teori om kanalsystem.

Begrebet Kennedys teori:

Upper Bari Doab kanalsystem er et af de ældste vandingssystemer. Hr. RG Kennedy, eksekutiv ingeniør i Punjab, PWD var i besiddelse af dette kanal system i 1895. Kanalen blev ikke slettet for lang tid. Han erkendte, at kanalen har nået et stabilt stadium, og derfor påstod han, at strømningshastigheden også har opnået et kritisk stadium. Han studerede næsten 20 steder på det stabile rækkevidde af dette kanalsystem og udviklede endelig en teori, der er kendt efter hans navn.

Sediment i flydende kanaler opbevares udelukkende af de vertikale komponenter af de konstante eddier, der altid kan observeres over den fulde bredde af enhver strøm og koger forsigtigt op til overfladen. (Årsagen til produktion af eddier er sengens ruhed). For at opnå et udtryk for strømmenes strømstyrke, kan det sikkert antages, at mængden af silt understøttes er proportional med sengens bredde, alle andre betingelser forbliver de samme.

Det varierer også med hastigheden af strømmen V ₀ . Det kan tages proportional med V ₀ ^n-1 . Det er klart, at større hastighed, kraft af eddier vil være større. Kraften bliver nul, når hastigheden er nul. Faktor 'n' er noget indeks.

Ifølge Kennedy, selvom dybden er den tredje variabel, kan den ikke påvirke enten antallet eller kraften af eddier.

Derfor kan mængden af slam, som understøttes i strømmen, udtrykkes af A-B-V ₀ -V ₀ ^n-1 .

Hvor er A konstant;

B er sengens bredde af kanalen; og

V ₀ er hastigheden i stabil tilstand.

Den mængde silt, der transporteres, gives af

AB V ₀ ^n-1 x V ₀ = AB V ₀ ⁿ

Det er vigtigt at genkende her, at alt silt sediment er taget for at være i suspension. Selvfølgelig er der ingen tvivl om, at den lille mængde tyngre silt bæres som en sengelast, der ruller langs sengen. Dette beløb vil variere direkte som BV _{0 i} stedet BV ₀ ⁿ .

For at inkludere rullende silt også, bør værdien af n tages mindre, end det ville være, hvis den suspenderede silt blev betragtet alene.

Kennedy plottet forskellige grafer mellem V ₀ og dybde af strømmen og gav endelig en formel til at beregne V ₀ . Formlen er

V ₀ = C. D ⁿ

Hvor

V ₀ er kritisk hastighed i m / sek;

D er fuld forsyningsdybde i m;

og C er konstant. Det afhænger af siltens karakter. Grovere materialet større værdien af konstanten.

n er noget indeks. Det afhænger også af typen af silt.

For staten Punjab gav han værdier af C og n og således er formlen

V ₀ = 0, 546 D ^{0, 64} ... (1)

Efter at have erkendt, at siltklasse også spiller en vigtig rolle, ændrede han formlen (1). Den nye formular er

V = 0, 546 m. D ^{0, 64} ... .. (2)

Hvor m er CVR eller V / V ₀

For grov sand værdi af m kan tages som 1.1 til 1.2. Med hensyn til finere materiale kan det holdes mellem 0, 8 og 0, 9.

Baseret på Kennedy-teorien blev formler af lignende art, V = C. D ⁿ, fremskreden i forskellige regioner.

Begrænsninger af Kennedys teori:

jeg. I mangel af B / D-forhold giver Kennedy-teorien ikke let grundlag for at fastsætte kanaldimensioner unikt.

ii. Perfekte definitioner af silt grade og silt charge er ikke givet.

iii. Komplekse fænomener af silttransport er ikke fuldt ud regnet, og kun kritisk hastighedsforhold (m) koncept anses for tilstrækkeligt.

iv. Der er ingen bestemmelse om at bestemme langsgående hældning under teoriens omfang.

v. Ved brug af Kutter's formel forbliver indbyggede begrænsninger deri gældende i Kennedys kanaludformningsprocedure.

Design af vandingskanaler Brug af Kennedy Theory:

Når en vandingskanal skal udformes af Kennedy-teorien, er det vigtigt at kende FSD (Q), Rugosity-koefficient (N), CVR (m) og langsgående kanalhældning (S).

Derefter gøres brug af følgende tre ligninger sektionen kan udformes ved forsøg:

V = 0, 546 m. D ^{0, 64}

Q = AV; og

V = CVRS

Fremgangsmåden ved udformning kan beskrives i følgende trin:

jeg. Antag den rimelige fulde forsyningsdybde, D.

ii. Brug ligning (1) find ud af værdien af V.

iii. Med denne værdi af V finder du ved hjælp af ligning (2) A.

iv. Forudsat sidehældninger og fra viden om A og D find ud af bedbredde B.

v. Beregn R, hvilket er forholdet mellem areal og befugtet omkreds.

vi. Ved hjælp af ligning (3) find ud af værdien af den faktiske hastighed V.

Når den antagne værdi af D er korrekt, vil værdien af V i trin (f) være den samme som V beregnet i trin (b), hvis ikke antage en anden passende værdi af D og gentag proceduren, indtil begge hastighedshastigheder kommer ud til være den samme.

Det kan her anerkendes, at for samme værdier af Q, N og m men med forskellige værdier af S kan forskellige kanalsektioner udformes. Det er unødvendigt at nævne, at alle ikke ville være lige tilfredsstillende. At give vejledning til fastsættelse af særlig hældning (b). Woods har givet et bord (tabel 9.9) på baggrund af erfaring, hvor han giver passende B / D forhold for forskellige værdier af Q, S, N, m. Ved at vedtage passende BID-forhold kan arbejdet med at lave forsøg undgås.

Således, når Q, N, m og BID-forhold er givet under anvendelse af de ovenfor givne tre formler, nemlig Kennedy's ligning, kontinuitetsligning og Chezy's formel kan kanalen designes entydigt uden at lave forsøg.

Fremgangsmåden ved udformning kan beskrives i følgende trin:

jeg. Ved anvendelse af ligning (1) udtrykkes kun V i form af D.

ii. Fra givne BID-forhold og sideskråninger beregner område A kun dybden D (hvis der ikke gives sideskråninger, tag ½: 1 som sideskråninger for alluvialkanalen).

iii. Ved hjælp af ligning (2) opnås der kun en anden relation mellem V og D.

iv. Løs to equationer, der giver relation mellem F og D som samtidige ligninger og find ud af værdien af D.

v. Beregn værdien af B fra kendt BID-forhold.

vi. Beregn V fra Kennedys ligning (1).

vii. Ved hjælp af Chezy's ligning beregnes værdien af S.