بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی در سرریزهای تک و دوسیکل کلید پیانویی و مقایسه آن با سرریز زیگزاگی پلان مستطیلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکترای تخصصی، گروه علوم و مهندسی آب، واحد علوم و تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

2 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران

چکیده

سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها هستند که ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارند و می‌توانند به عنوان سازه‌ای اقتصادی با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرند. این سرریزها جایگزین مناسبی برای سرریزهای خطی هستند زیرا به ازای بار آبی و عرض سرریز یکسان ، دبی واحد عرض را در دهانه سرریزهای بدون تنظیم کننده افزایش می دهند . در این تحقیق ضریب دبی جریان سرریز کلید پیانویی با یک سرریز زیگزاگی با پلان مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج این تحقیق نشان می‌دهد ضریب جریان در سرریز PKW ( PIANO KEY WEIRS ) نسبت به سرریز زیگزاگی پلان مستطیلی حدود 38 درصد افزایش داشته است و همچنین با افزایش بار هیدرولیکی و رسیدن به دبی استغراق اختلاف ضریب جریان بین دو سرریز کاهش یافته بطوریکه این اختلاف در دبی های زیاد حدود 24 درصد کاهش و تراز پایاب از تراز تاج سرریز به تدریج افزایش پیدا کرده است .

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Laboratory Study of Discharge Coefficients of One and Two-Cycle Piano Key Weir and Comparison of them with Rectangular Labyrinth Weir

نویسندگان [English]

  • Hadi Rostami 1
  • Mohammad Heidarnejad 2
  • Mohammad Hosein Purmohammadi 3
  • Amirabbas Kamanbedast 2
  • Amin Bordbar 2
1 1Department of Water Science Engineering, khouzestan Science and Research Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran 2 Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
3 Department of Water Science Engineering, Shoushtar Branch, Islamic Azad University, Shoushtar, Iran
چکیده [English]

Piano key weirs (PKWs), a new type of weirs with a very high discharge capacity, can be used as high performance economic structures. This type of weirs is a good alternative to linear weirs, because they increase the discharge per unit width at the span of non-regulated weirs for the same water load and weir width. In this study, the discharge coefficient of piano key weirs was compared with that of a rectangular labyrinth weir. The results showed 38% increase in the discharge coefficient of the piano key weirs as compared to that of the rectangular labyrinth weir. The difference between the discharge coefficients of the weirs was reduced by increasing hydraulic load when reaching the submergence discharge. The difference was reduced about 24% at high discharges. In addition, the tailwater level was gradually increased from the weir crown level. 
Keywords : discharge coefficients , labyrinth weir, PKW, weir with a rectangular-shaped plan.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discharge Coefficient
  • labyrinth weir
  • Piano Key Weir
  • Weir with a Rectangular-Shaped Plan

 

 Anderson, R. M. and Tullis, B. P. 2011. Influence of Piano KeyWeir geometry on discharge. Labyrinth and Piano Key Weirs, PKW 2011 – Erpicum et al. (Eds.) Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-68282-4-: 75-80.

 

Anderson, R. M. and Tullis, B. 2012. Comparison of piano key and rectangular labyrinth weir hydraulics. J. Hydraul. Eng. 138(4): 358-361.

 

 

Cicero, G. M., Laugier, F. and Vermeulen, J. 2017. Synthesis of Piano Key Weir experimental studies at LNHE, Labyrinth and Piano Key Weirs III – PKW 2017 – Erpicum et al. (Eds) © 2017 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-05010-5.

 

Crookston, B. M. and Tullis, B. P. 2012a. Discharge efficiency of reservoir application specific labyrinth weirs. J. Irrig. Drain. Eng. ASCE. 138(6): 773-776.

 

Crookston, B. M. and Tullis, B.  P. 2012b. Arced labyrinth weirs. J. Hydraul. Eng. ASCE. 138(6): 555-562.

 

Crookston, B. M. and Tullis, B. P. 2012c. Labyrinth weirs: nappe interference and local submergence. J. Irrig. Drain. Eng. ASCE. 138(8): 757-765.

 

Falvey, H. T. 2003. Hydraulic Design of Labyrinth Weirs. ASCE Press, USA.

 

Gebhardt, M., Merkel, J., Belzner, F. and Thorenz, C. 2017. A comparison of side weirs and labyrinth weirs at Ilmenau river.Labyrinth and Piano Key Weirs III – PKW 2017 – Erpicum et al. (Eds) © 2017 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-05010-5.

 

Hay, N. and Taylor, G. 1970. Performance and design of labyrinth weirs. J. Hydraul. Div. ASCE.
96(2): 2337-2357.

 

Heidarpoor, M., Mousavi, F. and Roshani-Zarmehri, A. R. 2006. Labyrinth weirs with rectangular and
U-shape plan-forms. J. Agric. Sci. Nat. Resour. 10(3A): 1-11. (in Persian)

 

Javaheri, A. and Kabiri-Samani, A. 2011. Determination of PKW discharge coefficient in free flow condition. The first International Conference and the Third National Conference on Dam and Hydroelectric Plants. Feb. 8-9. Tehran, Iran. (in Persian)

 

Karimi, M., Attari, J., Saneie, M. and Jalili, M. 2017. Experimental study of discharge coefficient of a Piano Key SideWeir,Labyrinth and Piano Key Weirs III – PKW 2017 – Erpicum et al. (Eds) © 2017 Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-05010-5.

 

Leite-Ribeiro, M., Pfister, M., Boillat, J. L., Schleiss, A. J. and Laugier, F. 2012. Piano key weirs as efficient spillway structure. 24th ICOLD Congress on Large Dams, Kyoto, Japan.

 

Ouamane, A. and Lempérière, F. 2006. Design of a new economic shape of weir. Proceeding  International Symposium on Dams in the Societies of the 21st Century. June 18. Barcelona, Spain.

 

Sajadi, S. M., Ahadian, J. and Ghanavati, M. 2017. Effect of baffled outlet keys at piano key weir on dissipating energy. Irrig. Drain. Strut. Eng. Res.18(69): 77-92. (in Persian)

 

Tullis, B., Young, J. and Chandler, M. 2007. Head-discharge relationships for submerged labyrinth weirs. J. Hydraul. Eng. 133(3): 248-254.

 

Tullis, P., Amanian, N. and Waldron, D. 1995. Design of labyrinth weir spillways. J. Hydraul. Eng. ASCE. 121(3): 247-255.

 

Villemonte, J. R. 1947. Submerged weir discharge studies. Eng. News Record. 139(26): 54-56.