خط تراز هیدرولیکی چیست؟
خط تراز هیدرولیکی (HGL) معیاری برای سنجش انرژی جریان سیال است.
HGL خطی است که با سطح آب جاری در هر نقطه از یک کانال روباز منطبق است.
در سامانه‌های بسته که تحت فشار جریان دارند، HGL سطحی را نشان می‌دهد که آب در یک لوله عمودی متصل به هر نقطه از لوله تا آن ارتفاع بالا خواهد آمد.
HGL با کم‌کردن هد سرعت (V²/2g) از گرادیان انرژی (یا خط تراز انرژی ـ EGL) محاسبه می‌شود.
کاربرد خط تراز هیدرولیکی چیست؟
HGL به مهندسان کمک می‌کند تا ارتفاعی را که آب در یک سامانه به آن خواهد رسید، تعیین کنند.
همچنین از HGL برای ارزیابی عملکرد یک سامانه موجود استفاده می‌شود.
تفاوت خط تراز هیدرولیکی (HGL) و خط تراز انرژی (EGL) چیست؟
خط تراز هیدرولیکی برابر است با مجموع هد ارتفاعی (Elevation Head) و هد فشاری (Pressure Head).
خط تراز انرژی (EGL) بیانگر مجموع کل هد در یک سیستم است؛ یعنی مجموع هد ارتفاعی، هد فشاری و هد سرعت (Velocity Head).
HGL سطح فشار استاتیک در یک لوله یا کانال را نشان می‌دهد؛ در حالی که EGL کل انرژی موجود در جریان سیال را در هر نقطه نمایش می‌دهد.
HGL را می‌توان سطحی در نظر گرفت که آب در یک لوله پیزومتر یا محفظه فشار استاتیک تا آن ارتفاع بالا می‌رود. EGL کل انرژی در دسترس برای جریان سیال را نشان می‌دهد، شامل انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی.
آیا خط تراز هیدرولیکی همان سطح آب است؟
HGL به سطح آب نزدیک است، اما دقیقاً با آن یکسان نیست.
HGL ارتفاعی را نشان می‌دهد که آب در یک لوله عمودی کوچک متصل به یک نقطه مشخص از لوله تا آن مقدار بالا می‌آید؛ این ارتفاع نشان‌دهنده هد فشاری در آن موقعیت است.
در سامانه‌های تحت فشار، HGL یک خط فرضی است که سطح فشار داخل لوله را نشان می‌دهد.
هنگام وقوع رویدادهای شدید مانند بارش سنگین، مقادیر می‌توانند از HGL فراتر روند—که این امر باعث آب‌گرفتگی خیابان‌ها و سیلاب در املاک و سازه‌ها می‌شود.
وقتی به یک سیستم فشار وارد می‌شود، رابطه مستقیم میان HGL و سطح آب کاهش می‌یابد.
آیا خط تراز هیدرولیکی می‌تواند منفی باشد؟
بر اساس گفته دانشگاه تگزاس، HGL را می‌توان برای نمایش تغییرات هد پیزومتری رسم کرد—که معیاری از ارتفاع ستون مایع نسبت به یک تراز قائم مرجع است. فاصله بین خط مرکزی لوله و HGL نشان‌دهنده هد فشاری است.
قرارگیری HGL بالاتر از لوله نشان‌دهنده فشار مثبت است؛ در مقابل، قرارگیری HGL پایین‌تر از خط مرکزی لوله به معنای فشار منفی است.
Tailwater چیست؟
Tailwater به حجم یا بدنه آبی گفته می‌شود که آب خروجی از یک سامانه را دریافت می‌کند.
Tailwater سطح آب در رودخانه یا مخزن دریافت‌کننده جریان خروجی است. افزایش سطح Tailwater باعث کاهش ظرفیت مؤثر سیستم و افزایش ارتفاع HGL می‌شود.
افزایش بیش از حد HGL می‌تواند منجر به سرریز و وقوع سیلاب شود.
