عمق هیدرولیکی

جریان بحرانی با عدد فرود Fr شناخته می‌شود. این عدد نشان دهندهٔ نسبت نیروی شتاب دهنده به نیروی گرانش است.[1] شکل کلی عدد فرود به صورت رابطهٔ زیر است:

که در آن، Q دبی جریان، T و A عرض سطح آزاد و مساحت مقطع جریان، α ضریب تصحیح انرژی جنبشی و θ زاویهٔ بستر کانال با افق هستند. اگر عدد فرود یک جریان، برابر با یک باشد، آن جریان بحرانی است. عدد فرود کمتر از یک بیانگر جریان زیربحرانی و عدد فرود بزرگتر از یک نشان دهندهٔ جریان فوق بحرانی است.[2]

رابطهٔ بالا با تعریف دبی به صورت Q=vA، به رابطهٔ زیر تبدیل می‌شود:

در رابطهٔ بالا دو پارامتر وابسته به ابعاد کانال وجود دارند که برای سادگی محاسبه به یک پارامتر تبدیل می‌شوند: D=A/T. این پارامتر را عمق هیدرولیکی جریان می‌نامند.[3]

عمق هیدرولیکی هر مقطع هندسی بر اساس مشخصات آن مقطع قابل محاسبه است. عمق هیدرولیکی چند مقطع هندسی متداول در جدول زیر ارائه شده‌است:[4]

متن عنوان	ابعاد	عمق هیدرولیکی
مستطیل	عرض b عمق y	${\displaystyle y}$
ذوزنقه	عرض b عمق y شیب کناره z	${\displaystyle {\frac {(b+zy)y}{b+2zy}}}$
مثلث	عمق y شیب کناره z	${\displaystyle {\frac {y}{2}}}$
دایره	قطر d کمان متناظر پیرامون مرطوب θ	${\displaystyle ({\frac {\theta -\sin \theta }{\sin \theta /2}}){\frac {d}{8}}}$

• هیدرولیک
• معادلهٔ برنولی

• حسینی، سید محمود؛ ابریشمی، جلیل (۱۳۸۹). هیدرولیک کانالهای باز. دانشگاه امام رضا. شابک ۹۶۴-۶۵۸۲-۱۹-۲.