ฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (Rectangular Sharp Crested weir) แบ่ง

ออกเป็น2 แบบคือ

ก.) ฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบไม่บีบด้านข้าง (Uncontracted

rectangular weir) ที่มีท่ออากาศ (a vent)เพื่อควบคุมให้ช่องว่างใต้น้ำตกมีความ

ดันบรรยากาศ (atmospheric pressure)อัตราการไหลผ่านฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ที่มีสัมประสิทธิ์อัตราการไหล (discharge coefficient)เนื่องจากการกระจายความดัน

ของน้ำเหนือสันฝายอย่างไม่สม่ำเสมอ เส้นแนวการไหลไม่อยู่ในแนวนอน

แต่เป็นแนวโค้งลงผลของความหนืดทำให้ความเร็วซึ่งเกิดจากการไหลไม่สม่ำเสมอ

และมีการสูญเสียพลังงานระหว่างหน้าตัดบริเวณสันฝาย โดยสามารถหา

ได้จากสมการที่ (1)

เมื่อ Q คือ อัตราการไหล (ม.3 / วินาที)

g คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลก (ม. / วินาที2)

b คือ ความกว้างสันฝาย (ม.)

H คือ ความลึกน้ำเทียบกับสันฝายในบริเวณที่ผิวน้ำอยู่ในแนวนอน (ม.)

Cd คือ สัมประสิทธิ์อัตราการไหล

โดย สัมประสิทธิ์อัตราการไหล ได้มีผู้ทำการทดสอบหาไว้ดังนี้

Franzini และ Finnemore (พ.ศ.2540) ได้วิเคราะห์มิติ (dimensional analysis)พบว่า

 

โดยที่ NR คือ Reynolds number

HW คือ ความสูงของสันฝายจากท้องน้ำ

We คือ Weber number ซึ่งคำนวณได้จากสมการที่ (3)

เมื่อ คือ หน่วยแรงตึงผิวของน้ำ (surface-tension of water)

Rouse (พ.ศ.2489) พบว่า

โดย H / HW ประมาณ 5 ถึง 10

Chaudhry (พ.ศ.2536) พบว่าสำหรับ H / HW > 15

สามารถคำนวณอัตราการไหลได้จากสมการการไหลวิกฤติ (critical flow equation)

โดยการสมมติให้ความลึกวิกฤติ yc = H

ดังนั้นจากสมการที่ (1) เขียนในเทอมของสัมประสิทธิ์ฝาย (weir coefficient; CW)

ได้ดังนี้


ถ้าฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ามี Cd = 0.62 และนำไปแทนในสมการที่ (5)

ทำให้คำนวณค่า CW ได้เท่ากับ 1.83

ซึ่งทำให้ได้สมการอัตราการไหลผ่านฝายรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบไม่บีบด้านข้างได้ดังนี้

ข.) ฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบบีบหน้าตัด (Contracted rectangular weir)

การบีบทางด้านข้างของช่องเปิดทำให้ความกว้างประสิทธิผล (effective width)

ของขอบน้ำไหลลดลงด้านละ 0.1H มีความสัมพันธ์ของอัตราการไหลดังสมการที่ (8)


เมื่อ n คือ จำนวนด้านข้างของฝายสันคมที่ถูกบีบด้านข้าง

 

5.1 ฝายสันคมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (Rectangular Sharp Crested weir)



1. การไหล 2. การไหลในทางน้ำเปิด 3. การวัดการไหลในทางน้ำเปิด 4. ฝาย 5. ฝายสันคม 6. เครื่องมือการทดลอง
7. วิธีการทดลอง 9. ผลการทดลอง 10. สรุปผลการทดลอง