Vad är ett öppet kanalflöde?

Öppet kanalflöde är ett tillstånd genom vilket vätska som strömmar genom en ledning har en fri yta på vilken det enda trycket är tyngdkraften. I huvudsak är flödet endast delvis omgiven av gränser. Ett annat kännetecken för denna typ av flöde är att det ofta kan förändras från den yttre miljön på grund av exponering för utomhusluft. Det är också känt som fritt tyngdkraftsflöde. Termen används inom hydraulikområdet.

I många fall går det öppna kanalflödet genom en ledning med ingenting som fysiskt hindrar det. Detta kan inkludera naturliga vattendrag som floder och bäckar. Termen kan också gälla rör som endast är delvis fyllda med vatten, eftersom en del av flödet har en fri yta.

Det finns flera olika typer av öppet kanalflöde, som var och en har motsvarande motsats. Till exempel finns det ett jämnt flöde, som kännetecknas av inga djupförändringar och ojämnt flöde, vilket är ett tillstånd där djupet ändras beroende på varianser i miljön. Andra typer inkluderar enhetligt och icke-enhetligt flöde, varav den förstnämnda är ett konstant flödesdjup uppmätt för en specifik del av en kanal, och den senare uppvisar större varians i djup över samma avstånd. Det finns också gradvis varierade flöden, där djupet långsamt ändras över en lång längd med kanal och snabbt varierat flöde där förändringar sker på kortare avstånd.

Platsen för öppet kanalflöde kan också skilja sig åt. Ytflöde är varje rörelse av vätska genom ledningar över marken. Markflöde är vätska som rör sig under jordytan.

Avloppsvatten och vatten är de två vätskor som oftast finns i öppet kanalflöde. I många fall trattas vatten i öppna kanaler mot växter där det kan renas eller mot platser där det kan kasseras. Det är också vanligt att använda denna typ av flöde för att leverera vatten till grödor eller nötkreatur.

Det motsatta av det öppna kanalflödet är rörflödet. Detta är ett tillstånd där flödet är helt inneslutet. Det finns vanligtvis i ett rör som är helt fullt.

Det är vanligt att ingenjörer mäter vattenflödet genom olika ledningar för att bedöma systemets effektivitet, mängden bearbetat vatten och för att planera underhåll. Till skillnad från rörflöde är det inte möjligt att mäta öppet kanalflöde genom mätningstryck. Av denna anledning mäts det ofta med specialradar eller ultraljudsanordningar.