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निम्नलिखित में से किस सीवर अनुभाग का दिए गए अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल (cross-sectional area) के लिए परिमाप (perimeter) सबसे कम होता है?
आयताकार सीवर
अंडाकार सीवर
परवलयिक (Parabolic) सीवर
वृत्ताकार सीवर
वृत्ताकार सीवर
समान अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाली सभी ज्यामितीय आकृतियों में, वृत्त का परिमाप न्यूनतम होता है। सीवर डिज़ाइन में, यह गुण पाइप की दीवार के लिए आवश्यक सामग्री को कम करता है और घर्षण प्रतिरोध को कम करके हाइड्रोलिक दक्षता को अधिकतम करता है।
CPHEEO मैनुअल ऑन सीवरेज एंड सीवेज ट्रीटमेंट
समान अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाली सभी ज्यामितीय आकृतियों में, वृत्त का परिमाप न्यूनतम होता है। सीवर डिज़ाइन में, यह गुण पाइप की दीवार के लिए आवश्यक सामग्री को कम करता है और घर्षण प्रतिरोध को कम करके हाइड्रोलिक दक्षता को अधिकतम करता है।
P=πD — वृत्ताकार सीवर का परिमाप
A=4πD2 — वृत्ताकार सीवर का क्षेत्रफल
R=4D — पूर्ण वृत्ताकार सीवर के लिए हाइड्रोलिक त्रिज्या
सीवर की हाइड्रोलिक दक्षता का निर्धारण हाइड्रोलिक त्रिज्या द्वारा किया जाता है, जिसे R=PA के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ A क्षेत्रफल है और P भीगा हुआ परिमाप (wetted perimeter) है। चूंकि प्रवाह वेग V, मैनिंग या चेज़ी समीकरण के माध्यम से R के सीधे समानुपाती होता है, इसलिए दिए गए A के लिए परिमाप P को कम करने से R का मान बढ़ जाता है और परिणामस्वरूप प्रवाह वेग तथा स्व-सफाई क्षमता (self-cleansing capacity) अधिक हो जाती है।
वृत्ताकार अनुभाग न्यूनतम भीगे हुए परिमाप के कारण सबसे कुशल हाइड्रोलिक प्रदर्शन प्रदान करते हैं।
उच्च हाइड्रोलिक त्रिज्या R बेहतर स्व-सफाई गुणों की ओर ले जाती है।
वृत्ताकार पाइप बाहरी पृथ्वी के दबाव का विरोध करने के लिए संरचनात्मक रूप से बेहतर होते हैं।
वृत्ताकार अनुभागों का निर्माण और स्थापना सबसे किफायती होती है।
न्यूनतम परिमाप के कारण सामग्री की न्यूनतम खपत
बाहरी भार के तहत उत्कृष्ट संरचनात्मक स्थिरता
गैर-वृत्ताकार आकृतियों की तुलना में आंशिक गहराई पर उच्च वेग
निर्माण में आसानी और मानकीकृत स्थापना
अत्यधिक परिवर्तनशील प्रवाह स्थितियों के लिए निश्चित क्षमता समस्याग्रस्त हो सकती है
अत्यधिक कम प्रवाह के दौरान स्व-सफाई वेग बनाए रखना कठिन
सामान्य नगरपालिका सीवरेज प्रणालियाँ
तूफानी जल निकासी (Stormwater drains)
छोटे से मध्यम स्तर के जल निकासी नेटवर्क
अंडाकार सीवरों का उपयोग संयुक्त सीवरेज प्रणालियों में किया जाता है जहाँ प्रवाह में काफी उतार-चढ़ाव होता है, जिससे कम प्रवाह पर बेहतर वेग मिलता है।
निर्माण संबंधी कठिनाइयों के कारण व्यावहारिक रूप से परवलयिक सीवरों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।
आयताकार सीवर आमतौर पर बड़े, खुले-शीर्ष वाले तूफानी नालों या विशिष्ट साइट बाधाओं के लिए आरक्षित होते हैं।
D सही है — वृत्ताकार अनुभाग दिए गए अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल के लिए न्यूनतम भीगा हुआ परिमाप प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिकतम हाइड्रोलिक दक्षता प्राप्त होती है।
याद रखें कि हालांकि गुरुत्वाकर्षण प्रवाह के लिए वृत्ताकार अनुभाग सबसे कुशल होते हैं, लेकिन अत्यधिक परिवर्तनशील निर्वहन (variable discharge) से निपटने के दौरान वेग बनाए रखने के लिए अंडाकार अनुभाग पसंदीदा विकल्प होते हैं।