Manning formülü: Revizyonlar arasındaki fark

k
Bot v3: Kaynak ve içerik düzenleme (hata bildir)
[kontrol edilmemiş revizyon][kontrol edilmemiş revizyon]
(Arşiv bağlantısı eklendi)
k (Bot v3: Kaynak ve içerik düzenleme (hata bildir))
Boşaltma formülü, Q = AV, Gauckler-Manning denklemini V yerine koyarak manipüle etmek için kullanılmaktedır. Daha sonra Q'yu çözmek, sınırlayıcı veya gerçek akış hızını bilmeden hacimsel akış hızının (deşarj) bir tahminine izin vermektedir.
 
Gauckler-Manning formülü, akışı daha yüksek doğrulukla ölçmek için bir savak veya kanal inşa etmenin pratik olmadığı yerlerde açık bir kanalda akan suyun ortalama hızını tahmin etmek için kullanılmaktadır. Savaklar ve delikler boyunca sürtünme katsayıları, doğal (toprak, taş veya bitki örtüsü) bir kanal erişimi boyunca n'den daha az özneldir. Kesit alanı ve n doğal bir kanal boyunca büyük olasılıkla değişime uğramaktadır. Buna göre, bir Manning'in n'sini varsayarak ortalama hızı tahmin etmede, doğrudan örnekleme (yani bir akım akış ölçer ile) veya bentler, kanallar veya menfezler boyunca ölçmekten daha fazla hata beklenmektedir. Manning denklemi, açık bir kanalda akan suyun serbest yüzey profilini betimlemek için standart adım yöntemi gibi sayısal adım yönteminin bir parçası olarak da yaygın olarak kullanılmaktadır.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.88.014501|başlık=Scaling and Similarity in Rough Channel Flows|tarih=2001-12-17 Aralık 2001|sayı=1|sayfalar=014501|çalışma=Physical Review Letters|cilt=88|ad=G.|soyadı=Gioia|doi=10.1103/PhysRevLett.88.014501|ad2=F. A.|soyadı2=Bombardelli}}</ref><ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=http://arxiv.org/abs/physics/0507066|başlık=Turbulent Friction in Rough Pipes and the Energy Spectrum of the Phenomenological Theory|tarih=2006-01-30 Ocak 2006|sayı=4|sayfalar=044502|çalışma=Physical Review Letters|cilt=96|ad=G.|soyadı=Gioia|issn=0031-9007|doi=10.1103/PhysRevLett.96.044502|ad2=Pinaki|soyadı2=Chakraborty}}</ref>
 
Formül, boyutsal analiz kullanılarak elde edilmektedir. 2000'lerde bu formül, türbülansın fenomenolojik teorisi kullanılarak teorik olarak türetilmiştir.
Hidrolik yarıçap, su tahliyesini kontrol eden bir kanalın özelliklerinden biridir. Ayrıca kanalın örneğin tortuyu hareket ettirmede ne kadar iş yapabileceğini de belirlemektedir. Diğer bütün şartlar eşitse, daha büyük bir hidrolik yarıçapa sahip bir nehir daha yüksek bir akış hızına ve ayrıca daha hızlı suyun içinden geçebileceği daha büyük bir kesit alanına sahip olmaktadır. Bu, hidrolik yarıçap ne kadar büyük olursa, kanalın taşıyabileceği daha büyük su hacmi anlamına gelmektedir.
 
'Sınırda sabit kayma gerilmesi' varsayımına dayanarak, hidrolik yarıçap, kanalın akışının kesit alanının ıslak çevresine oranı (kesit çevresinin "ıslak olan kısmı" ") olarak tanımlanmaktadır.<ref>{{Kitap kaynağı|url=https://books.google.com.tr/books?id=-FPuCAAAQBAJ&redir_esc=y|başlık=An Introduction to Hydrodynamics and Water Waves|tarih=2013-12-18 Aralık 2013|dil=enİngilizce|yayıncı=Springer Science & Business Media|ad=Bernard Le|soyadı=Mehaute|isbn=978-3-642-85567-2}}</ref> Bu varsayım aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır:
 
:<math>R_h = \frac{A}{P}</math>
Genellikle n olarak gösterilen Gauckler-Manning katsayısı, yüzey pürüzlülüğü ve eğrilik dahil olmak üzere birçok faktöre bağlı olan ampirik olarak türetilmiş bir katsayıdır. Saha incelemesi mümkün olmadığında, n'yi belirlemenin en iyi yöntemi, n'nin Gauckler-Manning formülü kullanılarak belirlendiği nehir kanallarının fotoğraflarını kullanmaktır.
 
Doğal akarsularda, n değerleri, erişimi boyunca büyük ölçüde değişmektedir. Ayrıca, farklı akış aşamalarına sahip belirli bir kanal erişiminde bile değişiklik göstermektedir. Çoğu araştırma, n'nin aşama ile, en azından banka doluncaya kadar azalacağını belirtmektedir. Belirli bir erişim için setüstü n değerleri, yılın zamanına ve akış hızına bağlı olarak büyük ölçüde değişmektedir. Yaz bitki örtüsü, yapraklar ve mevsimsel bitki örtüsü nedeniyle tipik olarak önemli ölçüde daha yüksek bir n değerine sahip olmaktadır. Bununla birlikte, araştırmalar, yapraksız çalılıklara göre yapraklı bireysel çalılar için n değerlerinin daha düşük olduğunu göstermektedir. Bunun nedeni, bitkinin yapraklarının akış onları geçerken düzene sokma ve esneme yeteneğidir, böylece akışa karşı direnci düşürmektedir. Yüksek hızlı akışlar, aynı bitki örtüsünden daha düşük bir akış hızı olmazken, bazı bitki örtüsünün (çimler ve otlar gibi) düz durmasına neden olmaktadır.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/40382%281998%297|başlık=Field Determination of Manning's n Value for Shrubs and Woody Vegetation|tarih=26 Nisan 2012-04-26|dil=EN|sayfalar=48–5348-53|ad=Gary E.|soyadı=Freeman|doi=10.1061/40382(1998)7|ad2=Ronald R.|ad3=William|ad4=David L.|soyadı2=Copeland|soyadı3=Rahmeyer|soyadı4=Derrick}}</ref>
 
Açık kanallarda, Darcy-Weisbach denklemi, hidrolik çapı eşdeğer boru çapı olarak kullanmaktadır. İnsan yapımı açık kanallardaki enerji kaybını tahmin etmek için en iyi ve sağlam tek yöntemdir. Çeşitli nedenlerle (esas olarak tarihsel nedenlerle), ampirik direnç katsayıları kullanılmıştır. Hala daha kullanılmaktadır. Chezy katsayısı 1768'de tanıtılırken, Gauckler-Manning katsayısı ilk olarak 1865'te, 1920-1930'lardaki klasik boru akış direnci deneylerinden çok önce geliştirilmiştir. Tarihsel olarak hem Chezy hem de Gauckler-Manning katsayılarının sabit olması ve yalnızca pürüzlülük fonksiyonlarının olması beklenmekteydi. Fakat bu katsayıların yalnızca belirli bir akış hızı aralığı için sabit olduğu bilinmektedir. Çoğu sürtünme katsayısı (belki Darcy-Weisbach sürtünme faktörü hariç) ampirik olarak %100 tahmin edilmektedir. Sadece sabit akış koşulları altında tamamen kaba türbülanslı su akışları için geçerlidir.<ref>https://www.fs.fed.us/rm/pubs/rmrs_gtr147.pdf</ref>
 
Manning denkleminin en önemli uygulamalarından biri kanalizasyon tasarımında kullanılmasıdır. Kanalizasyonlar genellikle dairesel borular olarak inşa edilmektedir. Kısmen doldurulmuş dairesel borularda n değerinin akış derinliği ile değiştiği uzun zamandır kabul edilmektedir.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=https://www.jstor.org/stable/25030187|başlık=Design of Sewers to Facilitate Flow|tarih=1946|sayı=1|sayfalar=3–163-16|çalışma=Sewage Works Journal|cilt=18|ad=Thomas R.|soyadı=Camp|issn=0096-9362}}</ref> Manning denklemini dairesel borulara uygularken akış derinliğini ve diğer bilinmeyen değişkenleri hesaplamak için kullanılabilecek eksiksiz bir açık denklem seti mevcuttur. Bu denklemler, Camp tarafından sunulan eğrilere göre akış derinliği ile n'nin değişimini açıklamaktadır.<ref>{{Akademik dergi kaynağı|url=https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.1139/l05-001|başlık=Explicit solutions of the Manning equation for partially filled circular pipes|tarih=6 Şubat 2011-02-06|dil=enİngilizce|çalışma=Canadian Journal of Civil Engineering|ad=Ömer|soyadı=Akgiray|doi=10.1139/l05-001}}</ref>
 
== Akış formüllerinin yazarları ==
1.061.386

düzenleme