สื่อประกอบการสอนวิชาปฏิบัติการกลศาสตร์ของของไหล (Laboratory for Fluid Mechanics) ภาควิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา คณะวิศวกรรมศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา อาจจะใช้วาจาที่ไม่สุภาพและอธิบายผิดพลาดบ้าง ขออภัยไว้ ณ ที่นี้ด้วยครับ Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCBjlX2t0xcFEZevBA2zGj-g เอกสารประกอบการสอน Link: https://drive.google.com/drive/folders/1RB-NYgBexdWgXkpZ9QzYZ_Fa7KJJ51Vx?usp=sharing

2. การไหลสม่าเสมอในทางน่าเปิด
(Open Channel Flow)
บทปฏิบัติการที 6
ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
1. วัตถุประสงค์
การทดลองเพื่อศึกษาลักษณะการไหลสม่่าเสมอของน่าในทางน่าเปิด ความเร็วเฉลี่ยของน่าและทิศทางการไหล
ของน่าในทางน่าเปิด ตลอดจนทราบถึงการหาค่าความต้านทานการไหลของน่าในทางน่าเปิดซึ่งอยู่ในเทอมของค่า
เชซซี (Chezy’C) และค่าสัมประสิทธิ์ของแมนนิ่ง (Manning’n)
2. อุปกรณ์และเครืองมือ
1 ช่องทางน่าพลาสติกใส่รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดยาว 5 เมตร พืนที่หน้าตัดคงที่ ซึ่งสามารถปรับความ
ลาดชันของพืนทางน่าได้
2 ฝายควบคุมการไหลที่ท้ายน่า
3 เครื่องสูบน่า ซึ่งสามารถส่งน่าให้ได้สม่่าเสมอ
4 ประตูควบคุมปริมาณน่าก่อนเข้าและเกจความลึก

3. กลศาสตร์ของไหล (Fluid Mechanics)
ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
SCAN ME
สแกน QR Code
เพื่อดูคลิปสอนใน Youtube

4. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา

5. เกจวัดความลึก
0 1 2 3 4 5
ทิศทางการไหล
ช่องน่าปรับความลาดชันได้
ฝายควบคุม
ลูกน่าช่างไม้
ถังน่า
ตราชั่ง
น่าหนักแบ่งไว้ 15 กก.
( หนักจริง 5 กก. )
ประตูควบคุม
สูบ
น่า
ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา

6. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
3. ทฤษฎีทัวไป
ของเหลวที่ไหลในทางน่าเปิดส่วนใหญ่จะปรากฏผิวสัมผัสกับอากาศ ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการไหลที่เป็น
ประยุกต์ทางด้านวิศวกรรม เช่น การไหลของน่าในคลองธรรมชาติ ในท่อระบายน่าทางด้านชลประทาน ซึ่งการ
ไหลของน่าดังกล่าว เกิดเนื่องมาจากแรงดึงดูดหรือเนื่องมาจากน่าหนักของน่าเอง โดยค่าจ่ากัดความเกี่ยวกับ
รูปร่างหน้าตัดของคลองตามรูป 4 ดังนี
เมื่อ A คือ พืนที่หน้าตัดของคลองที่มีน่าไหล, เมตร
B คือ ความกว้างบนของคลอง, เมตร
Y คือ ความลึกของคลอง, เมตร
P คือ ความยาวของพืนคลองตามขวางซึ่งเป็นขอบเปียก, เมตร
R คือ รัศมีไฮดรอลิค (Hydraulic Radius) = A/P, เมตร

7. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
1 สูตรของเชซซี (Chezy Formula)
พิจารณาการไหลของน่าผ่านคลองรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าตามรูป
v = C RS0
สมการนีเรียกว่าสมการของเชชซี (Chezy equation)
เมื่อ v คือ ความเร็วเฉลี่ย = Q/A, เมตร/วินาที
C = 2g/f คือ สัมประสิทธิ์ของเชซซี (Chezy’s Coefficient)
R คือ รัศมีไฮดรอลิค (Hydraulic Radius), เมตร
So คือ ความลาดที่พืนที่คลองหรือผิวน่า

8. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
2 สูตรของแมนนิง (Manning Formula)
ในปี ค.ศ. 1889 โรเบิร์ต แมนนิ่ง (Robert Manning) วิศวกรชาวไฮริชได้หาสมการแสดงค่าความเร็วของน่าใน
คลองที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน
v = 1 ∕ n R2/3S1/2
เมื่อ n คือ ค่าสัมประสิทธิ์ของแมนนิ่ง (Manning’s Coefficient)
R คือ รัศมีไฮดรอลิค (Hydraulic Radius), เมตร
S คือ ความลาดของเส้นพลังงานทังหมด
เมื่อเปรียบเทียบสมการ จะได้ C = R1/6/n
ค่า Manning’n ขึนอยู่กับความลาดชันของพืนคลอง การวางแนว
คลองดังแสดงในรูป เนื่องจาก V มีค่าน้อยที่พืนที่ราบน่าท่วม
(Flood Plain) ท่าให้ค่า n มีค่ามากขึนในขณะที่ในส่วนที่เป็นล่าน่า
มีค่า n น้อยลงเนื่องจากความเร็วเพิ่มขึน
Q = Q1+ Q2+ Q3

9. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
4. ขันตอนในการทดสอบ
1 วัดความกว้างของช่องทางน่า ตรวจสอบความลึกของช่องทางน่าจากเกจวัดความลึกว่าในต่าแหน่ง
ต่างๆ กันตลอดความยาวของคลอง ควรจะได้ค่าความลึกเท่ากัน แสดงว่าแนวปากทางน่าขนานกับพืน
2 ปรับความลาดชันของทางน่าให้ท้ายน่าต่่ากว่าเหนือน่าและให้การไหลเป็นต่่ากว่าวิกฤต (Subcritical)
และวัดระยะห่างของไม้บรรทัดแต่ละอันที่ติดอยู่ จ่านวน 6 จุด
3 เปิดสวิตซ์สูบน่าให้น่าไหลผ่านทางน่า โดยเปิดประตูน่าให้สุด ไม่มีการควบคุมระดับน่าตรงท้ายน่า
4 การอ่านค่าของระดับน่าตลอดทางน่า โดยการอ่านค่าจากไม้บรรทัดที่ติดอยู่และบันทึกผล ท่าการวัด
อัตราการไหล โดยการจับเวลาและอ่านค่าปริมาตรน่าที่อ่านได้จากมิเตอร์ สมการการค่านวณได้ดังนี
𝑄 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (𝑚3)
𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑇𝑖𝑚𝑒 (𝑠)
5 ท่าการทดลองซ่าตังแต่ข้อที่ 5.3 ถึง 5.4 โดยการปรับอัตราการไหลของน่า ผ่านทางการปรับวาล์วน่า
จ่านวน 3 ครัง ในแต่ละความลาดเอียงของท้องน่า จะต้องท่าการปรับความลาดเอียงของท้องน่าที่
ระดับ 0.50, 1.00, 1.50 และ 2.00 % ท่าการทดลองตังแต่ข้อที่ 2 ถึง 4

10. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
5. ตารางผลการทดลอง
ตาราง 1 ระยะจุดที่วัดตลอดความยาวของคลอง

11. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
5. ตารางผลการทดลอง
ตาราง 2 ผลการวัดการไหลแบบสม่่าเสมอที่ระดับความลาดชันของท้องน่า 0.50, 1.00, 1.50, 2.00

12. ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
6. วิเคราะห์ผลการทดลอง
1 ค่านวณหาความเร็วของการไหลในทางน่าเปิด
2 ท่าการพล็อตกราฟระหว่างค่าความเร็วกับค่า (RSo)1/2 ที่ได้จากการทดลองและกราฟระหว่างค่า
ความเร็วกับค่า R2/3S0
1/2 เพื่อวิเคราะห์หา Slope ของแต่ละกราฟซึ่งก็คือค่าสัมประสิทธิ์ของเชซซี
(Chezy’s Coefficient) และค่าสัมประสิทธิ์ของแมนนิ่ง (Manning’s Coefficient) ของทางน่าเปิด
ตามล่าดับ

13. กลศาสตร์ของไหล (Fluid Mechanics)
ธนสิทธิ์ พรหมพิงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา
SCAN ME
สแกน QR Code
เพื่อดูคลิปสอนใน Youtube