Co to jest przepływ otwartego kanału?

Przepływ w kanale otwartym jest stanem, w którym ciecz przepływająca przez przewód ma swobodną powierzchnię, na której jedynym ciśnieniem jest grawitacja. Zasadniczo przepływ jest tylko częściowo otoczony granicami. Inną cechą tego rodzaju przepływu jest to, że często podlega on zmianom w środowisku zewnętrznym z powodu narażenia na otwarte powietrze. Jest również znany jako swobodny przepływ grawitacyjny. Termin ten jest używany w dziedzinie hydrauliki.

W wielu przypadkach przepływ otwartego kanału przepływa przez kanał, który nie ma fizycznej przeszkody. Może to obejmować naturalne zbiorniki wodne, takie jak rzeki i strumienie. Termin ten może również odnosić się do rur, które są tylko częściowo wypełnione wodą, ponieważ część przepływu ma swobodną powierzchnię.

Istnieje kilka różnych rodzajów przepływu w kanale otwartym, z których każdy ma odpowiadające przeciwieństwo. Na przykład istnieje stały przepływ, który charakteryzuje się brakiem zmian głębokości, i niestały przepływ, który jest warunkiem, w którym głębokość zmienia się zgodnie ze zmianami w otoczeniu. Inne typy obejmują przepływ równomierny i nierównomierny, z których pierwszy jest stałą głębokością przepływu zmierzoną dla określonej części kanału, a drugi wykazuje większą zmienność głębokości na tej samej odległości. Istnieją również stopniowo zróżnicowane przepływy, w których głębokość powoli zmienia się na dużej długości kanału i gwałtownie zróżnicowany przepływ, w którym zmiany zachodzą w krótszej odległości.

Lokalizacja przepływu w kanale otwartym może się również różnić. Przepływ powierzchniowy to każdy ruch cieczy przez przewody nad ziemią. Przepływ ziemi jest cieczą, która porusza się pod powierzchnią ziemi.

Ścieki i woda to dwa płyny najczęściej spotykane w przepływie otwartym kanałem. W wielu przypadkach woda w otwartych kanałach jest kierowana w stronę roślin, gdzie można ją oczyścić lub w miejsca, w których można ją wyrzucić. Często stosuje się ten rodzaj przepływu do dostarczania wody do upraw lub bydła.

Przeciwieństwem przepływu w kanale otwartym jest przepływ w rurze. Jest to stan, w którym przepływ jest całkowicie zamknięty. Zwykle znajduje się w całkowicie wypełnionej rurze.

Inżynierowie często mierzą przepływ wody przez różne kanały w celu oceny wydajności systemu, ilości przetwarzanej wody i planowania konserwacji. W przeciwieństwie do przepływu w rurach nie można mierzyć przepływu w kanale otwartym przez pomiar ciśnienia. Z tego powodu często jest mierzony za pomocą specjalnego radaru lub urządzeń ultradźwiękowych.