Hydraulics at tubo
Calculator ng Kapasidad ng Culvert (Screening)
Maaaring limitahan ang culvert ng inlet (inlet control) o ng barrel (outlet control). Tinatantiya ng screening tool na ito ang dalawa gamit ang simpleng equation at ipinapakita ang mas mababa. Ang huling disenyo ay dapat gumamit ng FHWA HDS-5 nomograph o ng software na HY-8.
Pormula
Inlet (submerged orifice): Q = Cd × A × √(2gh), g = 32.2 ft/s², h = taas ng ulo sa itaas ng centerline ng bukana. Barrel (Manning, puno ang tubo): Q = (1.49/n) × A × (D/4)^(2/3) × S^(1/2), kung saan ang D ay nasa ft. Ang mas maliit na halaga ang kapasidad sa pagsala.
Halimbawang kalkulasyon
Corrugated metal pipe na 24 in (n = 0.024) sa slope na 1% na may 3 ft na ulo sa itaas ng centerline nito: A = 3.14 ft². Inlet: 0.6 × 3.14 × √(2 × 32.2 × 3) = 26.2 cfs. Barrel: (1.49 ÷ 0.024) × 3.14 × 0.5^(2/3) × 0.1 = 12.3 cfs. Tinatayang kapasidad: 12.3 cfs (limitado ng barrel).
Mga palagay at limitasyon
- Pansuri lamang: ang mga totoong culvert na puno ang daloy sa ilalim ng outlet control ay maaaring magdala ng higit pa sa normal-depth flow ng Manning, dahil nagdadagdag ng puwersang nagtutulak ang headwater; kasama sa HDS-5 energy equation ang pagkawala sa pasukan, friction at labasan, pati ang tailwater.
- Balido lamang ang orifice equation kapag nakalubog ang inlet (headwater na humigit-kumulang 1.2 beses ang diameter o higit pa).
- Ang mga tawiran sa kalsada sa public right of way ay dapat sumunod sa drainage manual ng ahensya.
- Para lamang sa pagtatantiya. Dapat magdisenyo at maglagay ng selyo ang isang lisensyadong Professional Engineer (PE) sa anumang structural, pundasyon o life-safety na elemento.
Mga madalas itanong
Ano ang inlet control kumpara sa outlet control?
Sa inlet control, nililimitahan ng geometry ng pasukan ang daloy at mas maraming maidadala ng barrel. Sa outlet control, nililimitahan ng friction ng barrel, haba, slope at tailwater ang daloy. Ang HDS-5 ay nagpapakalkula ng pareho at ginagamit ang mas mataas na headwater.
Anong laki ng culvert ang kailangan ko para sa driveway ko?
Maraming county ang nangangailangan ng hindi bababa sa 12 hanggang 18 in na tubo para sa driveway culvert, ngunit ang tamang laki ay nakadepende sa drainage area at design storm. Tantiyahin ang peak flow gamit ang rational method, saka suriin ang culvert, o itanong sa lokal na road department.
Anong software ang ginagamit ng mga engineer para sa culvert?
Ipinatutupad ng libreng HY-8 program ng FHWA ang mga pamamaraang HDS-5 para sa inlet at outlet control, roadway overtopping at tailwater.