Υδραυλική Ανοικτών Αγωγών και Ποταμών

Περιγραφή Μαθήματος:

Είναι η ανάλυση της ροής νερού με ελεύθερη επιφάνεια σε πρισματικούς αγωγούς και φυσικά υδατορεύματα, σε μία διάσταση. Έμφαση δίδεται στη μόνιμη ροή ενώ παρουσιάζονται και στοιχεία μη μόνιμης, χρονικά μεταβαλλόμενης ροής.

Απαιτούμενες Γνώσεις

Βασικές γνώσεις στη Μηχανική των Ρευστών και Υδραυλική

Κεφάλαια Μαθήματος

# Τίτλος Διδακτέα Ύλη Ώρες
1 Εισαγωγή – Θεωρία κρίσιμης ροής Επανάληψη ύλης που έχει διδαχτεί στο μάθημα Υδραυλικά Έργα. Θεωρία κρίσιμης ροής, εξίσωση ειδικής ενέργειας, εξίσωση ειδικής δύναμης, εξίσωση παροχής. Εφαρμογές θεωρίας κρίσιμου βάθους, ομαλή ανύψωση και ταπείνωση πυθμένα, ομαλή στένωση και διεύρυνση διατομής. 1.5Χ4=6
2 Ομοιόμορφη ροή Εξίσωση του Manning, υπολογισμός ομοιόμορφης ροής σε πρισματικούς αγωγούς, σύνθετες διατομές και σύνθετη τραχύτητα, σχεδιασμός επενδυμένων και ανεπένδυτων διωρύγων σε ομοιόμορφη ροή, βέλτιστη διατομή. 1.5Χ4=6
3 Βαθμιαία μεταβαλλόμενη ροή Ι Ανομοιόμορφη βαθμιαία μεταβαλλόμενη ροή. Ταξινόμηση καμπυλών. Ποιοτική ανάλυση, διατομές ελέγχου. Ποσοτική ανάλυση-Υπολογισμός μηκοτομής ελεύθερης επιφάνειας σε τεχνητούς και φυσικούς αγωγούς. Εισροή από δεξαμενή. Σύνδεση δύο δεξαμενών. Σύνθετα προβλήματα 2Χ4=8
4 Βαθμιαία μεταβαλλόμενη ροή ΙΙ Εισαγωγή στο λογισμικό HEC-RAS 1X4=4
5 Ταχέως μεταβαλλόμενη ροή. Ι Υδραυλικό άλμα.Χαρακτηριστικά και έλεγχος άλματος. Καταστροφή ενέργειας. Λεκάνες ηρεμήσεως (συμβατικές και τύπου bucket). Αναβαθμοί ελεύθερης πτώσης 2Χ4=8
6 Ταχέως μεταβαλλόμενη ροή. ΙΙ Υπερχειλιστές λεπτής και ευρείας στέψης. Πλευρικοί υπερχειλιστές. Εκχειλιστές φραγμάτων, πρότυπη διατομή. Βαθμιδωτοί υπερχειλιστές. Θυροφράγματα 1Χ4=4
7 Συναρμογές, οχετοι, συμβολές και διακλαδώσεις Σχεδιασμός συναρμογών σε υποκρίσιμη ροή. Καμπύλες και συναρμογές σε υπερκρίσιμη ροή, λοξά υδραυλικά άλματα. Βάθρα γεφυρών. Οχετοί. Συμβολές και διακλαδώσεις αγωγών / ποταμών. 2Χ4=8
8 Χωρικά μεταβαλλόμενη ροή Εξισώσεις της χωρικά μεταβαλλόμενης ροής, Υπολογισμός πλευρικών υπερχειλιστών και εσχαρών. 1Χ4=4
9 Μη μόνιμη ροή Χωρικά και χρονικά μεταβαλλόμενη ροή. Εξισώσεις St. Venant. Κινηματικό κύμα. Σχέση στάθμης-παροχής. Ταχέως μεταβαλλόμενη ροή. Διόδευση πλημμύρας. Υδρολογικές μέθοδοι (Muskingum κ.α) 1Χ4=4

Μαθησιακοί Στόχοι

Η ικανότητα του σπουδαστή να μπορεί να υπολογίζει σε μια διάσταση τη ροή σε πρισματικούς κυρίως αγωγούς, οχετούς, υπερχειλιστές, λεκάνες καταστροφής ενέργειας και άλλα συναφή υδραυλικά έργα, καθώς και η πρώτη επαφή του με το λογισμικό HEC-RAS, απαραίτητο εργαλείο για τον υπολογισμό τόσο της μόνιμης, όσο και της μη μόνιμης ροής σε ανοικτούς αγωγούς.

Μέθοδοι και Μέσα Διδασκαλίας και Μάθησης

Μέθοδοι Διδασκαλίας Διαλέξεις στην τάξη.
Μέσα Διδασκαλίας Παρουσιάσεις στον Πίνακα, Διαφάνειες PowerPoint, Υπολογισμοί σε Η/Υ με Excel και HEC-RAS
Εργαστήρια Επίδειξη συναφών πειραμάτων στο Εργαστήριο Εφ. Υδραυλικής
Χρήση ΗΥ και προγραμμάτων Για τον υπολογισμό της βαθμιαία μεταβαλλόμενης ροής και κατά την εισαγωγή στο λογισμικό HEC-RAS
Ασκήσεις Εφαρμογές και παραδείγματα κατά τη διάρκεια των διαλέξεων από τον διδάσκοντα
Θέματα, εργασίες και τεχνικές εκθέσεις 6-7 φυλλάδια ασκήσεων (ένα κάθε 2 εβδομάδες)

Αξιολόγηση Επίδοσης

  • 70% Τελική γραπτή εξέταση
  • 30% Θέματα, εργασίες και τεχνικές εκθέσεις

Διδασκαλία:

  • Δευτέρα, 13:45 – 15:30,
    Αίθουσες:
    • Αιθ. 5
  • Τρίτη, 10:45 – 12:30,
    Αίθουσες:
    • Ζ. Κτ. 1 Πολ., Αιθ. 4