流量計算時の径深について

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ユーザー 匿名投稿者 の写真

塩ビ管φ200 クター公式にて設計しております。
最大流速3.0m/s以内とするとき。
計算径深0.0505であるが、0.05を使用して49‰の勾配を使用している例も見受けられます。
JSWAS K-1の例では、0.051を用いています。
0.0505を使用して最大勾配48‰で計画しています。

径深の適切な数値は、どちらでしょうか。
宜しくお願い致します。

コメント

ユーザー 匿名投稿者 の写真

内径200mmの円形断面水路の流量計算をしてお困りのようですね。
現在計算している流量は、正確には等流流量と言います。

流れには「層流」「滑面乱流」「粗面乱流(完全乱流とも言う)」があります。
流れのレイノルズ数を計算してMoody Curve を用いて抵抗係数(摩擦損失係数とも言う)を計算したことのある方ならばお判りいただけます。

内径200mmの円管路でエネルギ−勾配が4.9/100(4.9%)ですと流れは完全乱流になり管壁の粗度の影響を受けます。この場合の流量計算には現在はManning公式が一般には使われます。参考までに勾配には「水路床勾配」「動水勾配」「エネルギ勾配」などがあります。ここでの計算は「エネルギ勾配」が正しいです。

円形断面の管水路(水面のない満水の流れ)ですと、径深は内径200mmの1/4である0.05mになります(Manning公式の場合は単位をmに統一します)。

円形断面開水路(自由水面がある流れ)の場合ですと、
水深hが直径dの半分より少ない場合は径深Rはd/4より小さく、
水深hが直径dの半分より大きくd(満水)までは径深Rはd/4より大きくなります。
水深がh=d/2のときとh=dの時には径深はR=d/4になります。
水深がh=0.81dの付近で径深Rは最大になりR=1.217×(d/4)程度になります。

ここで「水深」と書きましたが正確には「水路断面の深さ」と呼びます。

例えば次の書籍をご覧頂くとよく判ると思います。
最新土木工学シリ−ズ4 最新水理学 大西外明著 森北出版 第5章 層流と乱流
改訂三版 標準水理学 本間仁著 丸善(株) 第8章 126頁 図8・10
その他、水理学の書籍を参考にしてください。

ユーザー toyo の写真

ご丁寧な回答有難う御座いました。
助かりました。