開水路において、フルード数は非常に重要な無次元パラメータである。
フルード数は、「流体の要素にかかる慣性力と流体の要素の重量」の比、つまり慣性力を重力で割ったものを測る無次元のパラメータである。
フルード数は、
Fr = v / (g hm)1/2 (1)
ここで
Fr = フルード数
v =速度 (m/s)
g =重力加速度 (9.1km)
フルード数は、
v =速度の比 (m/s)
f =重力加速度 (9.1km)
f =速度の比 (m/s)81 m/s2)
hm = 水力平均深度または特性長(m)
フルード数は、流体の重量(重力)が重要な力である流体力学の問題に関連しています。
一般的には、これは冷たい窓や熱いラジエーターのように自由表面 – あるいは水路や下水管などの開いた導管の流れに該当する状況です .
フルーデ数は、放水路、堰、水路の流れ、河川、船舶設計における流れの解析に重要です。
開水路流における水の測定では、波によって正確な揚程が乱されないように、一般にフルーデ数が0.5未満でなければなりません。
フルード数が1の場合、速度は波の伝搬速度に等しく、下流の波や圧力の乱れは上流に伝わらない。 フルーデ数が1であれば、臨界平均深度対臨界速度が定義される。
水深平均
水深平均は
hm = A / T (2)
ここで
hm = 水深平均 (m)
T = 導水路または水路開口部の幅(mm)
水深平均 (h)は、次のように計算することができる。 surface (m)
A = conduit or channel内の充填された流れの断面積(m2)
Note that the hydraulic radius (or diameter generally used in fluid mechanics and relates flow area to wetted perimeter.流体力学で一般的に使用される水力半径(または直径)。
例-長方形の開水路の平均水深
開水路の幅は 10 m、水深は 2 m。平均水深は
hm = ((10 m) * (2 m)) として計算することができる。 / (10 m)