Üçgen kesitli yan savakların kıvrımlı bir kanal boyunca incelenmesi

Abstract

Sulama, hidroelektrik ve arıtma sistemleri gibi hidrolik yapılara ait iletim tesisleri, ihtiyaç ve ekonomi dikkate alınarak optimum bir kapasiteye göre projelendirilir. Kanala giren fazla suyun taşarak çevreye zarar vermemesi için uygun yerlere yan savaklar yerleştirilir. Birleşik sistem kanalizasyon tesislerinde yağışlı zamanlarda gelecek fazla suların arıtma tesisine ulaşmadan uzaklaştırılması gerekir. Vadi yamaçlarından geçirilen kanallarda, havzadan yüzeysel akış yoluyla gelecek fazla sular da yan savaklarla taşkın kanallarına deşarj edilebilir. Bu tip hidrolik yapılar, genellikle, akıma paralel yerleştirildikleri için yan savak olarak isimlendirilirler. Yan savak kreti genellikle kanal eksenine paralel veya belli bir açı yapacak şekilde düzenlenmektedir. Aynı zamanda kanal tabanına paralel veya belli bir eğimde yapılabilmektedir. Yan savaklar dikdörtgen, üçgen veya trapez kesitte olabileceği gibir kret tipine göre keskin kenarlı veya kalın kenarlı olarak seçilmektedir. Yanal akım nedeniyle savak ile ana kanal arasındaki akım yapısı tedrici değişen bir karakter göstermektedir. Savaklanan akün miktarının tam doğru şekilde tespit edilmesi teorik olarak oldukça zordur. Bu sebeple akım şartlarının iyi tespit edilmesi için deneysel çalışma tercih edilmektedir. Pek çok araştırmacı klasik yan savaklar için teorik ve deneysel çalışma yapmıştır. Ancak şimdiye kadar verilen eşitliklerin hiçbiri doğrusal kanallarda bile oldukça yeterli görülmemektedir. Akarsularda su arma yapılarının kıvrımlara yapılması da söz konusu olabilmektedir. Kıvrımlı bir kanalda akım yapısından dolayı helikoidal akım meydana gelmektedir. Ayrıca kıvrımın mevcudiyeti enine ve boyuna su yüzü eğiminin meydana gelmesine neden olmaktadır. Yanal akım ve kıvrımlı kanal akımı birlikte söz konusu olduğunda da akım çok karmaşık bir yapıya sahip olmaktadır. Bu çalışmada, doğrusal kanal bölgesi ve 180°'lik kıvrımın farklı yerlerine yerleştirilen keskin kenarlı üçgen kesitli yan savakların hidroliği deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışmada farklı yan savak boyutları için kıvrım boyunca Cd yan savak debi katsayıları ve su yüzü profilleri elde edilmiştir. Kıvrım boyunca yan savak debi katsayılarının ana kanal menbaındaki Froude sayışma (Frı), kıvrım açısına (a), yan savak tepe açısına (6) ve rölatif nap yükseldiğine (hj/b) bağlı olduğu belirlenmiştir.