आयताकार वियर डिस्चार्ज कैलकुलेटर क्या है?
आयताकार वियर एक खुली नहर के आर-पार दीवार में काटा गया आयताकार आकार का खाँचा (नॉच) होता है, जिसका उपयोग पानी के प्रवाह को मापने या नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। केवल हेड — यानी क्रेस्ट के ऊपर पानी की ऊँचाई — को मापकर आप काफी सटीकता से डिस्चार्ज का पता लगा सकते हैं। यह कैलकुलेटर हेड, क्रेस्ट चौड़ाई और एक डिस्चार्ज गुणांक को प्रवाह दर में बदलने के लिए प्रसिद्ध वियर समीकरण लागू करता है। यह एक सार्वभौमिक हाइड्रॉलिक्स उपकरण है और किसी विशेष देश तक सीमित नहीं है।
इसका उपयोग कैसे करें
डिस्चार्ज गुणांक (Cd) दर्ज करें — तीखी धार (sharp-crested) वाले वियर के लिए यह आमतौर पर लगभग 0.60–0.62 होता है; क्रेस्ट चौड़ाई L मीटर में; क्रेस्ट के ऊपर हेड H मीटर में; और गुरुत्वीय त्वरण g (डिफ़ॉल्ट रूप से 9.81 m/s²)। कैलकुलेटर डिस्चार्ज को घन मीटर प्रति सेकंड और लीटर प्रति सेकंड दोनों में दर्शाता है।
सूत्र की व्याख्या
मूल समीकरण है $$Q = \frac{2}{3} \, \text{C}_d \cdot \text{L} \cdot \sqrt{2 \, \text{g}} \cdot \text{H}^{1.5}$$। गुणांक \(2/3\) प्रवाह की गहराई पर वेग प्रोफाइल का समाकलन करने से आता है, जिसमें त्रिकोणीय वेग वितरण माना जाता है। \(\sqrt{2\text{g}}\) पद टॉरिसेली प्रमेय से आता है, जो वेग हेड को डिस्चार्ज वेग से जोड़ता है। डिस्चार्ज हेड के \(3/2\) घात के अनुपात में बढ़ता है, इसलिए जल स्तर में छोटी सी वृद्धि भी प्रवाह में बड़ी बढ़ोतरी कर देती है।
हल किया गया उदाहरण
मान लीजिए Cd = 0.62, L = 1.0 m, H = 0.3 m और g = 9.81 m/s²: $$\sqrt{2 \cdot 9.81} = 4.429, \quad \text{H}^{1.5} = 0.1643$$ तो $$Q = 0.6667 \times 0.62 \times 1.0 \times 4.429 \times 0.1643 \approx 0.3008 \ \text{m}^3/\text{s}$$ यानी लगभग 300.8 L/s।
सामान्य प्रश्न (FAQ)
Cd का कौन सा मान लूँ? तीखी धार वाले, पूरी तरह हवादार (fully ventilated) आयताकार वियर के लिए Cd आमतौर पर 0.60–0.62 होता है। चौड़ी धार (broad-crested) वाले वियर के प्रभावी गुणांक कम होते हैं।
क्या यह छोर संकुचन (end contractions) को ध्यान में रखता है? नहीं — यह सप्रेस्ड (पूरी चौड़ाई वाला) रूप उपयोग करता है। संकुचित (contracted) वियर के लिए प्रभावी लंबाई L को प्रति संकुचन लगभग \(0.1\text{H}\) घटाएँ।
यह किन इकाइयों का उपयोग करता है? लंबाई और हेड के लिए मीटर, गुरुत्व के लिए m/s², जिससे डिस्चार्ज m³/s (और लीटर/सेकंड) में मिलता है।
