تعیین ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی در اثر شیب وجه‌های با‌لا‌دست و پایین دست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

سرریزهای کنگره­ای به­عنوان گزینه مناسب برای رفع مشکل سرریزها در مقابل حداکثر دبی عبوری مطرح می‌باشند. در این پژوهش 5 مدل سرریز کنگره­ای مستطیلی با 4 شیب مختلف در 2 وجه بالا­دست و پایین­‌دست، به ­صورت آزمایشگاهی بررسی شد. زاویه شیب سرریز­ها از حالت سرریز کنگره­ای مستطیلی بدون شیب به زاویه­های 15، 30 و 45 درجه نسبت به رأس تاج سرریز تغییر یافت. نتایج پژوهش حاضر حاکی از آن است که در سرریز کنگره­ای مستطیلی با شیب وجه ­های بالا‌دست و پایین­ دست با افزایش پارامتر بدون بعد Ht/P، از میزان ضریب دبی سرریز کاسته می‌­شود. همچنین نتایج نشان داد با ایجاد شیب تاج سرریز کنگره‌ای مستطیلی در وجه بالا‌دست، ضریب دبی سرریز نسبت به حالت بدون شیب کاهش می­یابد. در وجه پایین­دست سرریز کنگره­ای مستطیلی متناسب با میزان شیب نسبت به تاج سرریز، ضریب دبی افزایش می­یابد. علاوه بر آن مشخص شد که در محدوده آزمایش، در مدل سرریز کنگره­ای مستطیلی با وجه ­های بالا­‌دست و پایین­‌دست شیب­دار، افزایش طول مؤثر سرریز باعث کاهش ضریب دبی می­‌شود. همچنین افزایش ارتفاع سرریز کنگره­ای مستطیلی با وجه ­های بالا­دست و پایین‌­دست شیب­دار، ضریب دبی سرریز را افزایش می­‌دهد. در نهایت معادله ضریب دبی بر اساس پارامترهای بدون­بعد مؤثر در این پژوهش ارایه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of Rectangular Labyrinth Weir's Discharge Coefficient Affecting Downstream and Upstream Ramps Slope

نویسندگان [English]

  • Mahsa Oskouei 1
  • Alireza Emadi 2
  • Ali Shahnazari 2
1 Msc graduated in Water structure, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
2 Associate Professor, Sari University, Sari, Iran
چکیده [English]

Labyrinth weirs are considered as appropriate option for correction of weirs facing problems with maximum conveyance flow rate. In this research, 5 rectangular labyrinth weirs with 4 different slopes in downstream and upstream ramps were investigated in laboratory condition. The experiments were carried out for 4 different ramp slopes, including: no slope, 15, 30 and 45 degrees. Our findings showed that, for rectangular labyrinth weir with upstream and downstream ramps slope, discharge coefficient decreased when Ht/P increased. It was also indicated that, in case of creation of slope in downstream and upstream ramps, the discharge coefficient of rectangular labyrinth weir increased and decreased, respectively compared to no slope condition. Furthermore, it was found that in rectangular labyrinth weir model, increase in weir's effective length resulted reduction in discharge coefficient, and that increase in weir's height caused increase in discharge coefficient. Finally, we presented equations of discharge coefficients based on effective dimensionless parameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crest Shape
  • Experimental Model
  • Hydraulic
  • Upstream Water Height

Azhdarimoghadam, M., Amanian, N. and Jafarinadooshan, E. 2010. Optimization of triangular labyrinth weir using Fuzzy_ANN and Genetic algorithm models. Modares Civil. Eng. J. 7(19): 58-68.
(in Persian)

 

Anderson, R. M. 2011. Piano key weir head discharge relationships. M. Sc. Thesis. Civil and Environmental Engineering  Utah State University. Logan, Utah.

 

Azimi, A. H., Rajaratnam, N. and  Zhu, D. Z. 2013. Discharge characteristics of weirs of finite crest length with upstream and downstream ramps. J. Irrig. Drain. Eng. 140(1): 75-83.

 

Banihashemi, M. A. and Mehrani, S. 2008. Analytical investigation of optimal operation criterion of labyrinth weirs. J. Civil. Eng. (in Persian)

 

Cassidy, J. J., Gardner, C. A. and Peacok, R. T. 1985. Boardman labyrinth crest. J. Hydraul. Eng. ASCE 111(3): 247- 255.

 

Farhoudi, J. and Shah-Alami, H. 2005. Slope effect on discharge efficiency in rectangular broad-crested weir with sloped upstream face. Int. J. Civ. Eng. 3(1): 58-65.

 

Goodarzi, E., Farhoudi, J. and Shokri, N. 2012. Flow characteristics of rectangular broad-crested weirs with sloped upstream face. J. Hydrol. Hydromech. 60(2): 87-100.

 

Hajimohamadi, M., Boghlani, A. H. and Jafarinadooshan, E. 2012. Investigation of the effect of triangular labyrinth weir's side slope on discharge coefficient using numerical models. J. Hydraul. Eng.
(in Persian)

 

Hamzei, M., Javan, M. and Eghbalzadeh, A. 2013. Investigation of effect of broad-crested weir's upstream and downstream side slop on flow characteristics using Fluent software. J. Water Soil. 2(20): 2-21.
 (in Persian)

 

Monroy, R., Figueroa, G. A., Sucar, L. E. and Sossa, H. 2004. Advances in artificial intelligence. 3rd Mexican International Conference Artificial Intelligence. Apr. 26-30. Mexico Cty, Mexico.

 

Mellat, M. M. 2005. Investigating labyrinth weirs performance with variable downstream slope. 73rd Annual Meeting of ICOLD. May. 1-6. Tehran. Iran.

 

Mirnaseri, M. 2013. Investigation of combined flow over rectangular labyrinth weir and under gates with different plans M. Sc. Thesis. Mazandaran University. Sari, Iran. (in Persian)

 

Rezaee, M. 2013. Rectangular labyrinth weir head-discharge relationship. M. Sc. Thesis. Mazandaran University. Sari, Iran.  (in Persian)

 

Shokri, N., Farhoodi, J. and Goodarzi, E. 2008. Effect of rectangular broad-crested weir's upstream and downstream side slope on flow conditions. J. Civil. Eng. 37, 9-19. (in Persian)

 

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

 

Vakili, Sh., Shamsaei, A. and Rostami, M. 2011. Numerical analysis of overfall weir's slope and curve on flow pattern. J. Civil. Eng. (in Persian)