オープンチャネルフローとは

開水路の流れは、導管を流れる液体が自由表面を持ち、その上で圧力のみが重力になる状態です。 本質的に、フローは境界によって部分的にのみ囲まれています。 このタイプの流れのもう1つの特徴は、外気にさらされるために、外部環境から変化することが多いことです。 自由重力流とも呼ばれます。 この用語は、油圧の分野で使用されます。

多くの場合、開水路の流れは、物理的にそれを妨げるものがない導管を通ります。 これには、川や​​小川などの自然の水域が含まれます。 この用語は、流れの一部に自由表面があるため、部分的にのみ水で満たされているパイプにも適用できます。

開水路の流れにはいくつかの異なる種類があり、それぞれに対応する反対があります。 たとえば、深さの変化がないことを特徴とする定常流と、環境の変化に応じて深さが変化する状態である非定常流があります。 他のタイプには、均一および不均一な流れが含まれます。前者は、チャネルの特定の部分について測定された一定の流れの深さであり、後者は同じ距離で深さの大きな変動を示します。 徐々に変化する流れもあります。この流れでは、長さが長いチャネルにわたってゆっくりと深さが変化し、変化が短い距離内で起こる急速に変化する流れがあります。

開水路の流れの場所も異なる場合があります。 表面流は、地上の導管を通る液体の動きです。 地表の流れは、地表の下を移動する液体です。

排水と水は、開水路の流れで最も頻繁に見られる2つの液体です。 多くの場合、開いた水路の水は、浄化できる植物または廃棄できる場所に送られます。 このタイプのフローを使用して、作物や牛に水を供給することも一般的です。

開水路流の反対はパイプ流です。 これは、フローが完全に閉じられている状態です。 通常、完全に一杯のパイプにあります。

エンジニアは、システムの効率、処理される水の量を判断し、メンテナンスを計画するために、さまざまな導管を通る水流を測定するのが一般的です。 パイプフローとは異なり、圧力を測定して開水路フローを測定することはできません。 このため、多くの場合、特殊なレーダーまたは超音波装置で測定されます。