La teoría de Kennedy sobre el sistema de canales: concepto, limitaciones y diseño

Lea este artículo para conocer el concepto, las limitaciones y el diseño de los canales de riego en la Teoría del sistema de canales de Kennedy.

Concepto de la teoría de Kennedy:

El sistema de canales Upper Bari Doab es uno de los sistemas de riego más antiguos. El Sr. RG Kennedy, Ingeniero Ejecutivo en Punjab, PWD estuvo a cargo de este sistema de canales en 1895. El canal no se limpió con sedimentos durante un largo período. Reconoció que el canal ha alcanzado una etapa estable y, por lo tanto, suplicó que la velocidad del flujo también ha alcanzado la etapa crítica. Estudió cerca de 20 sitios en el alcance estable de este sistema de canales y finalmente desarrolló una teoría conocida por su nombre.

El sedimento en los canales que fluyen se mantiene en suspensión únicamente por los componentes verticales de los remolinos constantes que siempre se pueden observar en todo el ancho de cualquier corriente, que hierve suavemente hasta la superficie. (La razón de la producción de remolinos es la rugosidad de la cama). Con el fin de obtener una expresión para el poder de soporte del lodo de la corriente, se puede suponer con seguridad que la cantidad de lodo soportado es proporcional al ancho del lecho, todas las demás condiciones siguen siendo las mismas.

También varía con la velocidad de la corriente V ₀ . Puede tomarse proporcionalmente a V ₀ ^n-1 . Está claro que a mayor velocidad, la fuerza de los remolinos será mayor. La fuerza se vuelve cero cuando la velocidad es cero. El factor 'n' es algún índice.

Según Kennedy, aunque la profundidad es la tercera variable, no podría afectar ni el número ni la fuerza de los remolinos.

Por lo tanto, la cantidad de limo soportada en la corriente puede expresarse por A - B - V ₀ - V ₀ ^n-1 .

Donde, A es una constante;

B es el ancho de la cama del canal; y

V ₀ es la velocidad en estado estable.

La cantidad de limo transportado está dada por

AB V ₀ ^n-1 x V ₀ = AB V ₀ ⁿ

Es esencial reconocer aquí que todos los sedimentos de sedimento se toman en suspensión. Por supuesto, no hay duda sobre el hecho de que una pequeña cantidad de limo más pesado se transporta como una carga de cama que se desplaza a lo largo de la cama. Esta cantidad variaría directamente como BV _{0 en} lugar BV ₀ ⁿ .

Para incluir también el limo rodante, el valor de n debería tomarse menos, de lo que sería, si se considerara solo el limo suspendido.

Kennedy trazó varios gráficos entre V ₀ y la profundidad del flujo y finalmente dio una fórmula para calcular V ₀ . La formula es

V ₀ = C. D ⁿ

Dónde

V ₀ es la velocidad crítica en m / s;

D es la profundidad total de suministro en m;

y C es constante. Depende del carácter del cieno. Más grueso es el material mayor el valor de la constante.

n es algún índice. También depende del tipo de limo.

Para el estado de Punjab, dio valores de C y n, por lo que la fórmula es

V ₀ = 0.546 D ^0.64 … (1)

Después de reconocer que el grado de limo también juega un papel importante, modificó la fórmula (1). La nueva forma es

V = 0.546 m. D ^0.64 … .. (2)

Donde m es CVR o V / V ₀

Para arena gruesa, el valor de m puede tomarse como 1.1 a 1.2. Mientras que para un material más fino puede mantenerse entre 0, 8 y 0, 9.

Basados en la teoría de Kennedy, las fórmulas de naturaleza similar, V = C. D ⁿ, fueron avanzadas en varias regiones.

Limitaciones de la teoría de Kennedy:

yo. En ausencia de una relación B / D, la teoría de Kennedy no proporciona una base fácil para fijar las dimensiones del canal de forma única.

ii. No se dan definiciones perfectas de grado de limo y carga de limo.

iii. El fenómeno complejo del transporte de cieno no se tiene en cuenta plenamente y solo se considera suficiente el concepto de relación de velocidad crítica (m).

iv. No existe ninguna disposición para decidir la pendiente longitudinal bajo el alcance de la teoría.

v. Mediante el uso de la fórmula de Kutter, las limitaciones inherentes a la misma siguen siendo aplicables en el procedimiento de diseño de canales de Kennedy.

Diseño de canales de irrigación haciendo uso de la teoría de Kennedy:

Cuando la teoría de Kennedy debe diseñar un canal de irrigación, es esencial conocer de antemano el FSD (Q), el coeficiente de rugosidad (N), el CVR (m) y la pendiente longitudinal del canal (S).

Luego, haciendo uso de la siguiente sección de tres ecuaciones puede ser diseñado por ensayos:

V = 0.546 m. D ^0.64

Q = AV; y

V = C√RS

El procedimiento de diseño puede resumirse en los siguientes pasos:

yo. Supongamos la profundidad de suministro completa razonable, D.

ii. Usando la ecuación (1) encuentra el valor de V.

iii. Con este valor de V, utilizando la ecuación (2), averigüe A.

iv. Suponiendo que las pendientes laterales y del conocimiento de A y D descubran el ancho de la cama B.

v. Calcule R, que es la relación de área y perímetro húmedo.

vi. Usando la ecuación (3), encuentre el valor de la velocidad real V.

Cuando el valor supuesto de D es correcto, el valor de V en el paso (f) será el mismo que el calculado en el paso (b), si no se asume otro valor adecuado de D y repita el procedimiento hasta que ambos valores de velocidad salgan a ser el mismo.

Aquí se puede reconocer que para los mismos valores de Q, N y m, pero con diferentes valores de S se pueden diseñar varias secciones de canal. No hace falta mencionar que todos ellos no serían igualmente satisfactorios. Para dar alguna orientación para la fijación de la pendiente particular (b). Woods ha proporcionado una tabla (Tabla 9.9) sobre la base de la experiencia en la que proporciona relaciones B / D adecuadas para varios valores de Q, S, N, m. Además, mediante la adopción de una relación BID adecuada, se puede evitar el trabajo de realizar pruebas.

Por lo tanto, cuando Q, N, m y la relación BID se dan utilizando las tres fórmulas dadas anteriormente, a saber, la ecuación de Kennedy, la ecuación de continuidad y la fórmula de Chezy, el canal puede diseñarse de forma única sin realizar pruebas.

El procedimiento de diseño puede resumirse en los siguientes pasos:

yo. Usando la ecuación (1), exprese V en términos de D solamente.

ii. A partir de la relación BID dada y las pendientes laterales, calcule el área A en términos de profundidad D únicamente (si no se dan pendientes laterales, tome ½: 1 como pendientes laterales para el tracto aluvial).

iii. Usando la ecuación (2) obtenemos otra relación entre V y D solamente.

iv. Resuelve dos ecuaciones que dan relación entre F y D como ecuaciones simultáneas y encuentra el valor de D.

v. Calcular el valor de B a partir de la relación BID conocida.

vi. Calcule V a partir de la ecuación de Kennedy (1).

vii Usando la ecuación de Chezy calcule el valor de S.