home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The World of Computer Software / World_Of_Computer_Software-02-387-Vol-3of3.iso / c / civil-ab.zip / MNDOTHYD.ZIP / ARCHPIPE.TXT < prev    next >
Text File  |  1985-09-09  |  11KB  |  316 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.                               ARCHPIPE.TXT
  7.  
  8.                             ARCH PIPE PROGRAM
  9.  
  10.  
  11. ARCHPIPE DOCUMENTATION:  Archpipe culvert, metal or concrete - program
  12. written in house with some reference to "Hydraulic Analysis of Pipe Arch
  13. Programs" (BPR Program HY-2) dtd. May, 1969.
  14.  
  15.  
  16.  
  17. 1.  DO YOU WANT PRINTOUT ON (SCREEN=0  PRINTER=1  BOTH=2)
  18.  
  19.     With the SCREEN option, everything will be displayed on the screen
  20.     therefore no hard copy will be obtained.
  21.  
  22.     With the PRINTER option, there would be no display of the output on
  23.     the screen, therefore reference must be made to the printout in
  24.     order to run the Water Surface Profile and the Headwater
  25.     computations.
  26.  
  27.     With the BOTH option, output will be displayed on the screen so
  28.     Water Surface Profile and the Headwater computation could be
  29.     performed without any reference to the printout.
  30.  
  31. 2.  Enter TYPE? METAL=0, CONCRETE=1
  32.  
  33. 3.  ENTER DISCHARGE? (in cfs)
  34.  
  35. 4.  ENTER SLOPE? (in ft./ft.)
  36.  
  37. 5.  ENTER DEPTH OF MATERIAL? (in ft.)
  38.  
  39.     Type a value for the depth of material if invert of pipe is buried
  40.     below the flowline.
  41.  
  42.     Type 0 if not buried.
  43.  
  44. 6.  ENTER MANNING'S N OR 0?
  45.  
  46.     If 0 is entered then program will calculate "N" based on equation
  47.     from FHWA publication (only for metal pipes).
  48.  
  49.                        P.C.'s OUTPUT: (EXAMPLE)
  50.  
  51. *****************CONCRETE AND METAL PIPE ARCH PROGRAM*******************
  52.  
  53.     DISCHARGE=500.00 cfs              SLOPE=0.00500
  54.     MANNING'S 'N' = 0.012             DEPTH OF MATERIAL = 0
  55.  
  56. 7.  IS DATA CORRECT?  YES=0  NO=1
  57.  
  58.     If NO, type 1 - will repeat all previous questions.
  59.  
  60. 8.  ENTER RISE IN INCHES   EX.=77.3?
  61.  
  62.     For this example - use 72 inches
  63.  
  64.  
  65.                              P.C.'s OUTPUT
  66.  
  67. ---- CONCRETE ARCH ----
  68.  
  69.      SPAN = 115.6  INCHES              OR 9.63 FEET
  70.      RISE =  72.0  INCHES              OR 6.00 FEET
  71.      C.R. =  18.0  INCHES              OR 1.50 FEET
  72.  
  73.     0.925 * RISE = 5.55 FT.
  74.  
  75.     TOTAL AREA = 45.30 SQ. FT.   TOTAL PERIMETER = 25.20 FT.
  76.  
  77.     CRITICAL DEPTH = 4.68 FT.    VELOCITY = 12.75 FT./SEC.
  78.     WETTED PER. = 17.82 FT.      WATER WIDTH = 6.70 FT.
  79.     MANNING'S "N" = 0.012
  80.  
  81.     NORMAL DEPTH = 4.01 FT.      VELOCITY = 14.58 FT./SEC.
  82.     WETTED PER. = 16.01 FT.      WATER WIDTH = 7.90 FT.
  83.     MANNING'S "N" = 0.012
  84.  
  85. 9.  NEED WATER WATER SURFACE PROFILE?  YES = 0  NO = 1?
  86.  
  87.     If yes, type 0 for partially full flow condition.  This is
  88.     necessary for calculating the headwater.
  89.  
  90.     If yes:
  91.  
  92.            a. ENTER INITIAL DEPTH OVER FLOWLINE?
  93.  
  94.               Means starting depth over flowline.  Over flowline
  95.               specified because pipe invert can be buried and
  96.               therefore, the starting depth required is from the top
  97.               of the material.  If not buried then the starting depth
  98.               is from the invert of the pipe.  Please refer to
  99.               sub-critical and super-critical flow profiles to determine
  100.               initial depth.
  101.  
  102.            b.  ENTER FINAL DEPTH OVER FLOWLINE?
  103.  
  104.                Please refer to sub-critical and super-critical
  105.                flow profiles.
  106.  
  107.            c.  ENTER INCREMENT?
  108.  
  109.                Means depth increment to be used to go from the
  110.                initial depth to the final depth.  The smaller the
  111.                depth increment, the more accurate the water surface
  112.                profile.  It is recommended that a 0.10 ft. increment
  113.                be the smallest increment used unless in a very
  114.                critical area.
  115.  
  116.            d.  IS DATA CORRECT?  YES = 0  NO = 1?
  117.  
  118.                Gives opportunity to change wrong input or to change
  119.                the initial or final depth.
  120.  
  121.                              P.C.'s OUTPUT:
  122.  
  123.  INITIAL DEPTH = 5.5   FINAL DEPTH = 4.68  INCREMENT = .1
  124.  
  125. 10.  IS DATA CORRECT?  YES = 0  NO = 1?  0
  126.  DEPTH-FT   VELOCITY   DELTA X   SUM OF X'S -FT   HYD   WET   WAT   "N"
  127.    (CONTROL IS: NEG=DOWNSTREAM; POS=UPSTREAM)     RAD   PER   SURF
  128.     5.50      11.41                             2.116  20.72  4.32 .012
  129.     5.40      11.52    27.26-     27.26-        2.139  20.29  4.71 .012
  130.     5.30      11.66    24.54-     51.80-        2.158  19.88  5.06 .012
  131.     5.20      11.80    21.86-     73.66-        2.172  19.51  5.38 .012
  132.     5.10      11.95    19.09-     92.75-        2.184  19.15  5.67 .012
  133.     5.00      12.12    16.10-    108.85-        2.192  18.81  5.94 .012
  134.     4.90      12.30    12.74-    121.58         2.198  18.49  6.20 .012
  135.     4.80      12.50     8.80-    130.38-        2.201  18.18  6.44 .012
  136.     4.70      12.71     4.00-    134.39-        2.201  17.88  6.66 .012
  137.  
  138. NEW?:  SIZE=1  HYDRAULICS=2  PROFILE=3  HEAD WATER =4
  139.        MATERIAL (METAL OR CONCRETE)=5  DONE=6
  140.  
  141. After this message is printed out then:
  142. the P.C. is waiting for a number from 1 thru 6.  If #1 is typed
  143. then the P.C. will ask for new rise.  If #2 is typed then P.C. will ask
  144. for a new discharge, slope, manning's "n" and depth of material.  If #3 If #3 is
  145. is typed then P.C will ask for new initial depth, final depth and
  146. increment to run a new Water Surface Profile.  If #4 is typed then P.C.
  147. will ask appropriate questions necessary to calculate headwater.
  148. If #5 is typed the program will ask for a new material, concrete or
  149. metal.  If #6 is typed the program execution will STOP.
  150.  
  151. FOR NO. 4 (HEADWATER), summary of hydraulics and size is printed.
  152.  
  153.                               P.C.'s OUTPUT
  154.  
  155. ################ CONCRETE AND METAL PIPE-ARCH PROGRAM #################
  156.  
  157. DISCHARGE=   500.00  CFS     SLOPE = 0.00500
  158.  
  159. MANNING'S 'N' = 0.012    DEPTH OF MATERIAL = 0
  160.  
  161. ---- CONCRETE ARCH ----
  162.  
  163.      SPAN = 115.6  INCHES              OR 9.63 FEET
  164.      C.R. =  18.0  INCHES              OR 1.50 FEET
  165.  
  166.     TOTAL AREA = 45.30 SQ. FT.   TOTAL PERIMETER = 25.20 FT.
  167.  
  168.     CRITICAL DEPTH = 4.68 FT.    VELOCITY = 12.75 FT./SEC.
  169.  
  170.     NORMAL DEPTH = 4.01 FT.      VELOCITY = 14.58 FT./SEC.
  171.  
  172. >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> HEAD WATER CALCULATIONS <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  173.  
  174. 12.  FULL FLOW CONDITION  YES = 1  NO = 0
  175.  
  176.      This is the first question leading into the headwater calcula-
  177.      tions.
  178.  
  179.      If yes (type 1), means the pipe is flowing full.
  180.  
  181.      If no (type 0), means the pipe is flowing partially full and
  182.      Water Surface Profile should have been run before proceeding
  183.      into headwater computations.
  184.  
  185.      If no (type 0), then P.C. will ask for:
  186.  
  187. a.   FLOW DEPTH AT THE INLET?
  188.  
  189.      Knowing the culvert length, (130 ft.) refer to Water Surface
  190.      Profile printout and find the flow depth at the inlet to be 4.8 ft.
  191.  
  192. b.   INLET VELOCITY?
  193.  
  194.      From the Water Surface Profile find the inlet velocity for the
  195.      above flow depth to be 12.50  fps.
  196.  
  197. c.   INLET LOSS COEFFICIENT (Ke)?
  198.  
  199.      Use 0.50 for apron (or headwall), 0.70 for mitered  0.90 for
  200.      projecting.
  201.  
  202. d.   ENTER APPROACH VELOCITY? (in ft./sec.)
  203.  
  204.      For the majority of times, zero should be entered.  In
  205.      locations such as a county ditch with no overbank flow where
  206.      the opening of the culvert and the approach channel below the
  207.      design stage is approximately the same, then an average velocity
  208.      of approach is entered.  A velocity head of approach (V^2/2g) is
  209.      subtracted from the total head.
  210.  
  211.                              P.C.'s OUTPUT
  212.  
  213. >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> HEAD WATER CALCULATIONS <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  214.  
  215.     ///// OUTLET CONTROL /////
  216.  
  217.     FULL FLOW CONDITION  1=YES  0=NO?  0
  218.     FLOW DEPTH AT INLET? 4.8
  219.          FLOW DEPTH AT INLET             =  4.80 FEET
  220.     INLET VELOCITY?  12.5
  221.          INLET VELOCITY                  = 12.50 FT/SEC
  222.     INLET LOSS COEFFICIENT  (KE)=           0.5000
  223.     ENTER APPROACH VELOCITY?  0
  224.          APPROACH VELOCITY                  0.00 FT/SEC
  225.     IS DATA CORRECT  0=YES  1=NO?  0
  226.  
  227.          OUTLET CONTROL HW FOR PARTIAL FLOW     =  8.44 FEET
  228.  
  229. //////// INLET CONTROL ////////
  230.  
  231. Note:  The calculated headwater for outlet control of 8.44 ft. is based
  232.        on the inlet flowline.
  233.  
  234. INLET TYPE  1=PROJECTING,  2=MITERED,  3=APPRON (OR HEADWATER)
  235.  
  236. Enter the number (3 in this example).
  237.  
  238.                              P.C.'s OUTPUT
  239.  
  240.      INLET TYPE
  241.      MITERED
  242.  
  243.      INLET CONTROL HW = 8.41 FEET
  244.  
  245.     The inlet control headwater of 8.41 feet is compared to the outlet
  246.     control headwater of 8.44 feet and the largest one is chosen i.e.
  247.     the 8.44 feet as the final headwater.
  248.  
  249. g.  NEW?  SIZE=1  OPTION=2  HYDRAULICS=3  PROFILE=4  HEADWATER=5
  250.  
  251.     This is a printed message.
  252.     This is a looping statement to give opportunity for new input
  253.     values in the specific area stated.
  254.  
  255. IF YES:  (To the previous question of "FULL FLOW CONDITION?")
  256.  
  257. a.  ENTER LENGTH OF CULVERT?  (in ft.)
  258.  
  259. b.  INLET LOSS COEFFICIENT (Ke)?
  260.  
  261.     USE 0.50 FOR APRON (OR HEADWALL), 0.70 FOR MITERED, 0.90 FOR
  262.     PROJECTING
  263.  
  264. c.  ENTER APPROACH VELOCITY? (in ft./sec.)
  265.  
  266.      For the majority of times, zero should be entered.  In
  267.      locations such as a county ditch with no overbank flow where
  268.      the opening of the culvert and the approach channel below the
  269.      design stage is approximately the same, then an average velocity
  270.      of approach is entered.  A velocity head of approach (V^2/2g) is
  271.      subtracted from the total head.
  272.  
  273. d.  ENTER LARGER VALUE (Dc+D)/2
  274.  
  275.     Enter (Dc+D)/2 whichever is larger.
  276.     To this value, the total head is added.
  277.  
  278.                              P.C.'s OUTPUT
  279.  
  280. ///// OUTLET CONTROL /////
  281.  
  282. LENGTH OF CULVERT            = 130 FEET
  283. INLET LOSS COEFFICIENT (Ke)  = 0.5000
  284. APPROACH VELOCITY            = 0.00 FT/SEC
  285. FULL FLOW VELOCITY           = 11.04 FEET/SEC
  286. (Dc+D)/2                     = 5.34 FEET
  287.  
  288. INPUT VALUE (Dc+D)/2 OR TW =   6.50 FEET
  289.  
  290. OUTLET CONTROL HW FOR FULL FLOW                9.17 FEET
  291.  
  292. ///// INLET CONTROL /////
  293.  
  294.     The calculated headwater for outlet control of 9.17 feet is
  295.     based on the inlet flowline.
  296.  
  297. e.  INLET TYPE?  1=PROJECTING,  2=MITERED,  3=APRON (OR HEADWALL)
  298.  
  299.     The program is looking for a number from 1 to 3 as before.
  300.  
  301.                             P.C.'s OUTPUT
  302.  
  303.     Same output as before (for the same "INLET TYPE' number 1).
  304.  
  305.     In the example, the headwater is 8.41 ft.
  306.  
  307.     The inlet control headwater value of 8.41 ft. is compared with
  308.     the outlet control headwater value of 9.17 and the largest is
  309.     chosen, i.e. 9.17 ft.
  310.  
  311. f.  NEW?  SIZE=1  OPTION=2  HYDRAULICS=3  PROFILE=4  HEADWATER=5
  312.     DONE=6
  313.  
  314. NOTE:  For metal arch option, a similiar procedure as for concrete arch
  315.        should be followed.
  316.