図- 3.21 段差比が大きいときのマンホール鉛直部
の整流効果
-
46-( 2 )従来の渇失係数との比較
2方向筏合マンホール部のエネルギー損失に関する従来の研究(直管流れ、管水路iALれ)の巾で、マンホー ル底面のbenc凶19形状が木研究と同ーになっているのは、LindvalP}、Marsalek7}、Johnstonら8}、付仁ら91、和jl原 ら101によるものだけである:さらに円形マンホールを用いているのは、前二者1)と村上ら9)のものだけであ る:本実験結果をこれらの研究成果とBo Pcdersenら111 が提案した損失係数とbenching形状との閃係式から口 定された損失係数と比較したものを同一3.22に示すコただし、 上・ 下流管径が同一で、 管底技合のjあfrに限 定している。本実験結果は、 他の研究者の結果よりもやや大きな値となっているc また、 上・ 下流むの段if を考慮した宇井ら3)の実験結果との比較を表-3.5に示す。 字井ら3)は、 本研究で使用したbenching形;1犬とは 異 なり、マンホール底面にインパー トを使用していないので、段差比S/DdがOの場 合においてはマンホー ル底面への 噴流の拡大 によるエネルギー損失が大きく、本実，験結果よりも 2倍程度大きな値 と なっているrこ のことは、 エネルギー損失を減らすためにbenc凶19形状を種々工夫できることを示している。 また、 段差比 が0.5と1.5の場合には、 benching形状の影響が少なくなり、 本実験結果と同程度の値となっているr
0.8 0.7 0.6 0.5
� 0.4 0.3 0.2 0，1
0.0
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ロMarsalck7) (正方形.y氾Aは記述なし)
・Marsalck7l (円形，Y!Dd'f記述なし)
Lindvall.!1 (…いlの平均値)
・Jol1n510n8) (正方形， ylD，，=1.9，4.9の平均値) 0村上ら9)(円形，2孟yρイ)
I榊原ら10) (長方形，1孟y/Dd孟6) .本実験(円形，3孟y/Dd孟7)
1 �=O.07(br.[ij) (by Bo
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Pedersen)，..，-…・�---.…十一一
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直管、 圧力管水路流れ K:エネルギー損失係数 b:マンホール径
y:マンホール水深
(インパート底面から水而 までの距離、 y=h+Dd) Du :上流管径
Dd:下流管径 Du=Dd
b/Dd
4 5
図- 3.22 エネルギー損失係数とマンホール径比との関係(直管流れ、 管水路流れ)
づA『
表-3.5 従来の研究成果との比較
(直行流れ、 管水路流れ、 上・ 下流管同一径、 段差接合)
fiJf 允 者 エネルギ-1負失係数K
sρd=O sρd=0.5 sρd=1.5 宇i1・ら3) (b/Dしu=1.S)
インパートな K =0.35 K =0.72 Iく= 2.18 (y/Duは記述なし)
著者(b/Du=1.4)
Dd/ :2のインパートあり K=0.18 K=0.71 K = 1.99 (y/Du孟 2 )
注) Sは卜.・ 下流管の段差、 Du'ま上流管径、 Ddは下流管径、
yはJj玩作]買(内�trTn部)から水而までの距離(y=h) である「
2 )流向が90度変化する流れ ( 1 )実験結果(実験8と9 )
国-3.23に実験8と9における損失係数Kと段差比S/Ddとの関係を示す心ただし、マンホール底面にイ ンパートはHけられていない 流向が90度変化する場合には、 上流管からの流入水は直接下流管へは流山せ
ず、 一度マンホールの内壁に衝突して流下方向を変えてから下流管へと流出するので、直管流れのJ易合と異 なり、損失係数は段差比がOでも1.7前後の他を示す。また、 損失係数のピークは、段差比が0.5付近で、羽わ れている:段差比が2を超えると煩失係数は1.7前後の値となり、 ほぽ一定となる。 これは段差比が大きいと ころで、 慎失係 数がほぼ一定となる直管流れの傾向と類似している。また、段差比が2を超えると、 損失係 数が直管流れのものより0.2 -- 0.5程度小さくなる円これは以下の理由によるものと考え られるう直管流れ、流 向が90度変化する流れのいずれのケースにおいても、 上流管からの流入水は、 一度マンホール下流墜に衝突 することは前に述べた通りである':' rfi管流れの場合には、字チ|二らJ)による流れの可視化や流下方向に�I:_{Iに 分間tする水表面渦の発生、 マンホール内部の気泡の観察等によりマンホール内の流れは以下のようになって
いると 推察 される 上流管からの流入水はマンホール内へ流入した後左右に分散し、 一部がマンホール取 に 沿って上昇流となって水面まで移動し、 マンホールの上流壁まで移動した後さらに下降流となってマンホー ル下流壁に移動するという運動を繰り返しながら、最終的に下流管に流入する。しかし、 流向が90度変化す る流れにおいては、直管流れで見られたような一連の透きは生じず、 マンホール内の流体の移動距献が直管 流れより短くなり、 エネルギー損失が若干小さ く なると考えられる 勺
( 2 )従来の損失係数との比較
2方向接合マンホール部 において上 ・ 下流管の水平面接合角度 を90度とした従来の研究 (管水路流れ) で は、上・下流管の段差が考慮されてない心 そこで、 段差比がOの場合だけであるが従来の研究結果1)， 12). 14) 15との比較を図-3.24に示すιマンホール径bと上流管径D uとの比b/Duが異なっているので単純にはよヒ
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48-較できないが、本実験結果は従来の研究結果の範囲内にある己
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図- 3.23 損失係数と段差比との関係(実験8と9、 流向が90皮変化)
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