کتاب هیدرولیک کانالهای باز - حسینی

کتاب هیدرولیک کانال های باز تألیف دکتر سید محمود حسینی و دکتر جلیل ابریشمی توسط نشر دانشگاه امام رضا چاپ شده است.

بهره برداری از منابع آب سطحی و زیرزمینی و انتقال آب از یک مکان به مکان دیگر به منظورهای آبیاری و آبرسانی، به عنوان یک ضرورت حیاتی از آغاز زندگی مورد نظر بشر بوده است. انسان نیز آگاهانه و یا ناآگاهانه از قوانین علمی حاکم بر این بهره وریها تبعیت می نموده و از آنها در جهت تجزیه و تحلیل مسائل پیش آمده سود می جسته است. در این راستا علم هیدرولیک به عنوان علمی که رفتار مکانیکی آب را بررسی می کند، تکامل یافته است.

در میان روشهای مختلف انتقال آب، استفاده از نیروی ثقل و به حرکت در آوردن آب به صورت جریان با سطح آزاد، به همراه ایجاد کانال ها و سازه های هیدرولیکی مربوط نظیر سرریزها، دریچه ها و  از متداول ترین روش ها در آبیاری و آبرسانی می باشد، که شناخت مهندسین و متخصصین را از قوانین حاکم بر اینگونه جریانها تحت عنوان هیدرولیک کانال های باز ضروری می نماید. در هیدرولیک کانال های باز ضمن تبیین  اصول و قوانین حاکم بر جریانهای آزاد و کاربردهای آنها و نیز بررسی جریانهای متغیر تدریجی و مکانی در آبراهه ها، به اصول هیدرولیکی حاکم بر تاسیساتی نظیر دریچه ها و سرریزها، به عنوان سازه های کنترل کننده جریان، طراحی هیدرولیکی سازه هایی همچون پل ها و آبروها و نیز کنترل سیلاب و انتشار امواج در کانال ها و رودخانه ها پرداخته می شود. مقایسه کانال های باز با کانال های تحت فشار و مشخصات هندسی آنها همچنین بررسی انواع سرعت و فشار وارده بر کانال و معادلات حاکم بر جریانات آب از سری مباحث مطرح شده در این کتاب می باشند.

برشی از متن کتاب

وضعیت جریان در کانال های باز الف- جریان آرام (لایه ای): در این حالت نیروی لزجت قوت بیشتری نسبت به نیروی شتاب دهنده داشته و ذرات آب در راستای اصلی حرکت به آرامی بر روی یکدیگر می لغزند. در جریان آرام، حرکات پراکنده مولکول ها و نیز نیروهای بین مولکولی سبب بروز خاصیت لزجت در آب و مقاومت در مقابل تغییر شکل برشی می شود. در این جریان گرادیان سرعت و تنش برشی توسط قانون لزجت نیوتن به یکدیگر مرتبط می گردند. ب- جریان آشفته (متلاطم): در این حالت نیروی شتاب دهنده قوت بیشتری نسبت به نیروی لزجت دارد. ذرات آب از مسیر اصلی خود خارج شده و دارای حرکات پراکنده، غیر مشخص و نامنظم در عرض نیز می باشند. در جریان آشفته علاوه بر خاصیت لزجت مطلق باید انتظار داشت که حرکات پراکنده ذرات نیز در مقاومت جریان در مقابل تغییر شکل برشی تاثیر داشته باشند که در این رابطه از خاصیتی از جریان تحت عنوان لزجت گردابه ای نام برده می شود. ج- جریان انتقالی: در جریان آب در کانال ها یک حالت حد واسط نیز مشاهده می شود که به جریان نه آشفته نه آرام طبقه بندی، و در آن، جریان به راحتی از آشفته به آرام و بالعکس تبدیل می گردد. این حالت به حالت تبدیلی یا انتقالی موسوم است. معیار طبقه بندی و تشخیص این سه وضعیت، پارامتر بدون بعدی به نام عدد رینولدز می باشد.  

فهرست

فصل اول: کلیات و مفاهیم اولیه مقایسه جریان در کانال های باز و مجاری تحت فشار کانالهای باز و مشخصات هندسی مقاطع آنها وضعیت جریان در کانال های باز توزیع سرعت در کانال ها توزیع فشار در کانال ها توزیع فشار در جریانهای با انحنا در صفحه قائم بررسی معادلات اساسی حاکم بر حرکت سیالات   فصل دوم: اصل انرژی در کانال های باز معادله انرژی کاربردهایی از معادله انرژی انرژی مخصوص تحلیل جریان ناشی از یک برآمدگی موضعی در کانال مستطیلی محاسبات عمق بحرانی   فصل سوم: اصل اندازه حرکت در کانال های باز و کاربرد آن رابطه اندازه حرکت در کانال های باز و معرفی نیروی مخصوص منحنی نیروی مخصوص در برابر عمق و اعماق مزدوج تحلیل پرش هیدرولیکی در کانالهای با شیب کم مقایسه بین منحنی های انرژی مخصوص و نیروی مخصوص   فصل چهارم: جریان یکنواخت در کانال های باز شکل گیری جریان یکنواخت سرعت متوسط در جریانهای یکنواخت محاسبات جریان یکنواخت زیری معادل زیری معادل در مقطع مرکب بهترین مقطع هیدرولیکی بهترین مقطع هیدرولیکی مستطیلی مشخصات هیدرولیکی جریان در مقاطع دایروی   فصل پنجم: تئوری جریان متغیر تدریجی در کانالهای باز شکل گیری جریان متغیر تدریجی تئوری جریان متغیر تدریجی طبقه بندی نیم رخ های طولی سطح آب معادله دینامیکی جریانهای متغیر تدریجی بررسی کیفی انحنای سطح آب در نیمرخهای مختلف ترکیب نیم رخ های سطح آب و ترسیم آنها   فصل ششم: محاسبات جریان متغیر تدریجی در کانالهای باز تقسیم بندی کلی از روشهای معمول در محاسبات نیمرخ های سطح آب محاسبه نیمرخ های سطح آب در کانال های طبیعی روش گام به گام استاندارد در کانالهای طبیعی با مقاطعی ساده روش گام به گام استاندارد در کانالهای طبیعی با مقاطع مرکب ارتباط دو دریاچه کانال با شیب ملایم کانال با شیب تند   فصل هفتم: جریانهای متغیر مکانی جریان متغیر مکانی با افزایش دبی محاسبه پروفیل سطح جریان جریان متغیر مکانی با کاهش دبی معادله دینامیکی جریان متغیر مکانی با کاهش دبی   فصل هشتم: سرریزها انواع سرریزها سرریزهای لبه تیز سرریزهای لبه پهن طبقه بندی انواع سرریزهای مستطیلی ضریب شدت جریان جریان مستفرق سرریز سدها   فصل نهم: تبدیلها جریان زیربحرانی تبدیلهای عریض کننده تبدیلهای تنگ کننده جریان فوق بحرانی تبدیلهای تنگ کننده تبدیلهای عریض کننده فصل دهم: سازه های کنترل کننده جریان آبشار آزاد سازه های ایجاد کننده عمق بحرانی جریان مابین پایه های پل دریچه های زیرگذر کالورت ها یا آبروهای زیرزمینی   فصل یازدهم: پرش هیدرولیکی و کنترل آن پرش هیدرولیکی انواع پرش آبی جهش آبی در مجاری شیبدار کنترل پرش هیدرولیکی حوضچه های آرامش سرریزهای شیب شکن   فصل دوازدهم: جریانهای غیردائمی طبقه بندی جریان های غیردائمی جریانهای غیردائمی متغیر تدریجی جریانهای غیردائمی متغیر سریع   فصل سیزدهم: روندیابی سیل روندیابی ذخیره روندیابی رودخانه روش مقادیر اجرایی روش خصوصیات روش همانندی پخش تعیین حداکثر دبی خروجی از سازه های هیدرولیکی در حین روندیابی سیل

تألیف: محمود حسینی- جلیل ابریشمی انتشارات: دانشگاه بین المللی امام رضا