How to measure stream flow rate/tr

Bu sayfada, küçük derelerin ve nehirlerin akış hızını belirlemek için kullanılabilecek düşük teknolojili yöntemlerin yanı sıra bu amaçla kullanılabilecek diğer araçlar açıklanmaktadır.

Akış, bir nehir veya derede sabit bir noktadan belirli bir süre içinde geçen toplam sıvı hacmidir. Şekil 1'de görüldüğü gibi, bir sıvı hacminin hareket hızıyla karşılaştırılabilir. Hacimsel akış hızları, aşağıdaki gibi çeşitli hacim/zaman birimleriyle ölçülebilir:

• Saniyede litre (L/s)
• Saniyede kübik fit (ft³/s)
• Dakikada galon (gal/dak)
• Saniyede metreküp (m³/s)

Ev aletleri veya özel sayaçlar, boruların, kanalizasyon sistemlerinin ve ev aletlerinin akış hızlarını bulmak için kullanılabilir. İnsanlar akış verilerini mikrohidro sistemler, atıksu sistemleri, yağmur suyu toplama, su denetimi , çökelme oranları, yeraltı suyu seviyesi istatistikleri ve suyla ilgili diğer bilgiler için kullanırlar. Büyük nehirler veya barajların arkasındaki gibi daha büyük su kütlelerinin akışını bulmak için sayaçlar kullanılır. ^{[ 1 ]}

Yöntem 1: Kova yöntemi

Kova yöntemi, ev eşyaları kullanarak akış hızını ölçmenin basit bir yoludur. Bir kronometre, büyük bir kova ve tercihen iki veya üç kişiye ihtiyaç duyar. Kova yöntemiyle akış hızını ölçmek için:

1. Kova veya kabın hacmini ölçün. Tipik bir 5 galonluk kovanın aslında genellikle 5 galondan daha az olduğunu unutmayın.
2. Akarsu boyunca şelale bulunan bir yer bulun. Eğer şelale bulunamazsa, bir bent kullanılarak şelale inşa edilebilir (Şekil 4'e bakınız).
3. Kronometre kullanarak, şelalenin kovayı suyla doldurmasının ne kadar sürdüğünü ölçün. Kronometreyi kova dolmaya başladığı anda başlatın ve kova dolduğunda durdurun. Kovayı akarsuyun yüzeyinin altında tutarak doldurmamalısınız, çünkü bu gerçek akış hızını yansıtmaz.
4. Kovayı doldurmanın ne kadar sürdüğünü kaydedin.
5. İkinci ve üçüncü adımları altı veya yedi kez tekrarlayın ve ortalamasını alın. Zamanlama ve ölçümlerin doğruluğunu anlamak için herhangi bir veri kaydetmeden önce birkaç deneme yapmanız iyi bir fikirdir.
6. Sadece akarsudan gelen döküntülerin akışı engellemesi gibi büyük sorunlar ortaya çıktığında verileri silin.
7. Akış hızı, kovanın hacminin, kovanın dolması için geçen ortalama süreye bölünmesiyle bulunur. ^{[ 2 ]}

İşte Cal Poly Humboldt arazisindeki Jolly Giant Creek'in akış hızı için bulunan verileri kullanan bir örnek : Bu verileri kullanarak, hacimsel akış hızı (Q), kovanın hacminin (V) ortalama zamana (t) bölünmesine eşittir.

Yöntem 2: Kayan nokta yöntemi

Şamandıra yöntemi (kesit yöntemi olarak da bilinir), daha büyük akarsu ve nehirlerin debisini ölçmek için kullanılır. Debinin kesit alanının suyun hızıyla çarpılmasıyla bulunur. Şamandıra yöntemiyle debiyi ölçmek için:

1. Akarsuyun enine kesitini oluşturacak bir nokta bulun.
2. Bir metre çubuğu veya başka bir ölçüm aracı kullanarak, akarsuyun genişliği boyunca eşit aralıklarla akarsuyun derinliğini ölçün (Şekil 3'e bakınız). Bu yöntem, nehrin genişliği için elle bir Riemann toplamı hesaplamaya benzer.
3. Bu veriler toplandıktan sonra, her derinliği ölçüldüğü aralıkla çarpın ve tüm miktarları toplayın. Bu hesaplama, akarsuyun bir kesitinin alanını verir.
4. Genellikle nehrin genişliğinden daha uzun olan, akarsu boyunca yüzen bir nesneyi aşağıya göndereceğiniz bir uzunluk belirleyin (portakallar harika iş görür). ^{[ 3 ]}
5. Kronometre kullanarak, şamandıranın 4. adımdan itibaren akarsu boyunca ilerlemesi için geçen süreyi ölçün.
6. Beşinci adımı 5-10 kez tekrarlayın ve şamandıranın akıntıyı kat etmesi için geçen ortalama süreyi belirleyin. Daha doğru bir ortalama elde etmek için şamandırayı kıyı şeridinden farklı mesafelerde suya atın.
7. 4. adımda bulunan akış uzunluğunu 6. adımda bulunan ortalama zamana bölerek akışın ortalama hızını belirleyin.
8. 7. adımda bulunan hız, bir sürtünme düzeltme faktörüyle çarpılmalıdır. Akarsuyun üst kısmı, akarsu yatağına sürtünme nedeniyle alt kısmından daha hızlı aktığı için, sürtünme düzeltme faktörü akışı dengeler. Pürüzlü veya kayalık zeminler için hızı 0,85 ile çarpın. Pürüzsüz, çamurlu, kumlu veya pürüzsüz kaya zemin koşulları için hızı 0,9'luk bir düzeltme faktörüyle çarpın.
9. Düzeltilmiş hızın kesit alanıyla çarpılması, hacim/zaman cinsinden akış hızını verir. (Kesit alanını ve hızı ölçerken uzunluk/mesafe birimlerinin tutarlı olmasına dikkat edin, örneğin metre, fit.)

Yöntem 3: Bentler

Savaklar, küçük ve orta büyüklükteki (birkaç metre veya daha geniş) akarsuların debisini ölçmek için kullanılabilen küçük barajlardır. Şekil 4'te görüldüğü gibi, akarsuyun taşan sularının savakın üzerinden akmasına ve bir şelale oluşturmasına olanak tanırlar. Savaklar, yükseklik değişimini artırarak akarsu akışını daha tutarlı hale getirir ve bu da debi ölçümlerini daha hassas kılar. Bununla birlikte, akarsu akışını doğru bir şekilde temsil etmesi için akarsudaki tüm suyun savağa yönlendirilmesi çok önemlidir. Ayrıca, savakın arkasında tortu birikmesini önlemek de önemlidir. Keskin tepeli savaklar en iyi sonucu verir. Geniş tepeli savaklar, keskin tepeli savaklar, kombine savaklar, V çentikli savaklar ve minimum enerji kaybı savakları dahil olmak üzere birçok farklı savak türü vardır.

Yöntem 4: Sayaçlar

Debimetreler, akımı doğrudan ölçerek akış hızını ölçen cihazlardır. Birçok farklı debimetre türü vardır, ancak en yaygın olanları aşağıda açıklanan cüce debimetre, girdap debimetre, akış probu ve akım debimetredir:

Daha fazla bilgi için

• Vikipedi:Hacimsel akış hızı
• Hacimsel Akış Hızı Ölçümü

Referansları