Kennedys Theory of Canal System: Konzept, Grenzen und Design

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über das Konzept, die Einschränkungen und das Design von Bewässerungskanälen in Kennedys Theorie des Kanalsystems.

Konzept der Kennedy-Theorie:

Das Upper Bari Doab-Kanalsystem ist eines der ältesten Bewässerungssysteme. Herr RG Kennedy, ausführender Ingenieur in Punjab, PWD, war 1895 für dieses Kanalsystem verantwortlich. Der Kanal wurde lange Zeit nicht gesintert. Er hat erkannt, dass der Kanal ein stabiles Stadium erreicht hat, und er plädiert dafür, dass auch die Strömungsgeschwindigkeit ein kritisches Stadium erreicht hat. Er untersuchte fast 20 Stellen auf der stabilen Reichweite dieses Kanalsystems und entwickelte schließlich eine Theorie, die nach seinem Namen bekannt ist.

Sedimente in fließenden Kanälen werden nur durch die vertikalen Komponenten der konstanten Wirbel in Suspension gehalten, die immer über die gesamte Breite eines jeden Flusses beobachtet werden können und leicht an der Oberfläche sieden. (Der Grund für die Produktion von Wirbeln ist die Rauheit des Bettes). Um einen Ausdruck für die Schlickestützkraft des Stroms zu erhalten, kann sicher davon ausgegangen werden, dass die Menge des unterstützten Schlickens proportional zur Breite des Bettes ist, wobei alle anderen Bedingungen gleich bleiben.

Sie variiert auch mit der Geschwindigkeit des Stroms V ₀ . Es kann proportional zu V ₀ ^{n-1 angenommen werden} . Es ist klar, dass bei einer höheren Geschwindigkeit die Kraft der Wirbel größer ist. Die Kraft wird zu Null, wenn die Geschwindigkeit Null ist. Faktor 'n' ist ein Index.

Laut Kennedy konnte die Tiefe zwar die dritte Variable sein, sie konnte jedoch weder die Anzahl noch die Kraft der Wirbel beeinflussen.

Somit kann die Menge an Schlick, die in dem Strom unterstützt wird, ausgedrückt werden als A - B - V ₀ - V ₀ ^{n - 1} .

Wo ist A eine Konstante;

B ist Bettbreite des Kanals; und

V ₀ ist die Geschwindigkeit im stabilen Zustand.

Die transportierte Schlammmenge wird durch angegeben

AB V ₀ ^n-1 x V ₀ = AB V ₀ ⁿ

Hier ist es wichtig zu erkennen, dass das gesamte Schlammsediment suspendiert ist. Natürlich besteht kein Zweifel daran, dass eine kleine Menge schwerer Schlick als Bettlast getragen wird, die über das Bett rollt. Dieser Betrag würde direkt als BV ₀ statt BV ₀ ⁿ variieren.

Um auch Rollschlamm einzubeziehen, sollte der Wert von n geringer sein, als es wäre, wenn der Schwebeschlick alleine betrachtet würde.

Kennedy zeichnete verschiedene Diagramme zwischen V ₀ und Flusstiefe auf und gab schließlich eine Formel zur Berechnung von V ₀ . Die Formel lautet

V ₀ = C. D ⁿ

Woher

V ₀ ist die kritische Geschwindigkeit in m / s;

D ist volle Versorgungstiefe in m;

und C ist konstant. Das hängt vom Charakter des Schlickes ab. Je gröber das Material, desto größer der Wert der Konstante.

n ist irgendein Index. Es hängt auch von der Art der Schlickung ab.

Für den Bundesstaat Punjab gab er Werte von C und n und somit lautet die Formel

V ₀ = 0, 546 D ^{0, 64} … (1)

Nachdem er die Tatsache erkannt hatte, dass der Schluffgrad auch eine wichtige Rolle spielt, modifizierte er die Formel (1). Die neue Form ist

V = 0, 546 m. D ^{0, 64} … .. (2)

Wobei m CVR oder V / V _{0 ist}

Für groben Sand kann ein Wert von m von 1, 1 bis 1, 2 angenommen werden. Für feineres Material kann es zwischen 0, 8 und 0, 9 gehalten werden.

Basierend auf der Kennedy-Theorie wurden die gleichartigen Formeln V = C. D ⁿ in verschiedenen Regionen entwickelt.

Einschränkungen der Kennedy-Theorie:

ich. In Abwesenheit einer B / D-Beziehung bietet die Kennedy-Theorie keine einfache Basis für die eindeutige Festlegung der Kanalabmessungen.

ii. Perfekte Definitionen von Schluffgrad und Schlammladung werden nicht gegeben.

iii. Das komplexe Phänomen des Schlammtransports wird nicht vollständig berücksichtigt, und nur das Konzept des kritischen Geschwindigkeitsverhältnisses (m) wird als ausreichend betrachtet.

iv. Es gibt keine Bestimmung zur Bestimmung der Längsneigung im Rahmen der Theorie.

v. Durch die Verwendung der Kutter-Formel bleiben die darin enthaltenen Beschränkungen in Kennedys Kanalentwurfsverfahren anwendbar.

Entwurf von Bewässerungskanälen unter Verwendung der Kennedy-Theorie:

Wenn ein Bewässerungskanal nach der Kennedy-Theorie entworfen werden soll, ist es unbedingt erforderlich, FSD (Q), den Koeffizienten der Robustheit (N), den CVR (m) und die Längsneigung des Kanals (S) zu kennen.

Anschließend können Sie die folgenden drei Gleichungen verwenden, indem Sie Versuche durchführen:

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

Q = AV; und

V = C = RS

Das Verfahren zum Entwerfen kann in den folgenden Schritten beschrieben werden:

ich. Nehmen Sie die angemessene volle Versorgungstiefe an, D.

ii. Ermitteln Sie mit Hilfe der Gleichung (1) den Wert von V.

iii. Mit diesem Wert von V finden Sie unter Verwendung von Gleichung (2) A.

iv. Nehmen Sie die Seitenneigungen an und ermitteln Sie aus der Kenntnis von A und D die Bettbreite B.

v. Berechnen Sie R als Verhältnis von Fläche und benetztem Umfang.

vi. Ermitteln Sie mithilfe der Gleichung (3) den Wert der tatsächlichen Geschwindigkeit V.

Wenn der angenommene Wert von D korrekt ist, ist der Wert von V in Schritt (f) derselbe wie in Schritt (b) berechneter Wert, wenn nicht ein anderer geeigneter Wert von D angenommen wird, und der Vorgang wird wiederholt, bis beide Geschwindigkeitswerte erreicht werden gleich sein

Hierbei ist zu erkennen, dass für gleiche Werte von Q, N und m, aber mit unterschiedlichen Werten von S verschiedene Kanalabschnitte ausgelegt werden können. Es ist unnötig zu erwähnen, dass nicht alle gleichermaßen befriedigend wären. Hinweise zur Festlegung einer bestimmten Neigung geben (b). Woods hat eine Tabelle (Tabelle 9.9) auf der Grundlage von Erfahrungen gegeben, in der er geeignete B / D-Verhältnisse für verschiedene Werte von Q, S, N, m angibt. Durch die Verwendung eines geeigneten BID-Verhältnisses kann ferner die Durchführung von Versuchen vermieden werden.

Wenn also Q, N, m und das BID-Verhältnis unter Verwendung der oben angegebenen drei Formeln, der Kennedy-Gleichung, der Kontinuitätsgleichung und der Chezy-Formel angegeben werden, kann der Kanal eindeutig gestaltet werden, ohne Versuche zu machen.

Das Verfahren zum Entwerfen kann in den folgenden Schritten beschrieben werden:

ich. Verwenden Sie Gleichung (1), um V nur in D auszudrücken.

ii. Berechnen Sie aus dem angegebenen BID-Verhältnis und den seitlichen Steigungen die Fläche A nur in Bezug auf die Tiefe D (wenn keine seitlichen Steigungen angegeben sind, nehmen Sie ½: 1 als Seitenneigungen für den Schwemmlandbereich).

iii. Verwenden Sie Gleichung (2), um nur eine andere Beziehung zwischen V und D zu erhalten.

iv. Lösen Sie zwei Gleichungen, geben Sie die Beziehung zwischen F und D als simultane Gleichungen an und ermitteln Sie den Wert von D.

v. Berechnen Sie den Wert von B aus dem bekannten BID-Verhältnis.

vi. Berechnen Sie V aus der Kennedy-Gleichung (1).

vii. Berechnen Sie den Wert von S mithilfe der Chezy-Gleichung.