بررسی آزمایشگاهی جریان آزاد و مستغرق بر روی سرریزهای شیب‌دار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان

2 عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان

3 استاد گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

4 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان

چکیده

سرریزها ازجمله سازه‌های هیدرولیکی مهم جهت کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های آبیاری می‌باشند. مزیت سرریزهای شیب‌دار به واسطه وجود شیب بالادست آن است که از به وجود آمدن منطقه سکون آب در بالادست جلوگیری می‌کند. همچنین ضمن تسهیل در عبور ذرات رسوب، می‌توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی شرایط جریان آزاد و مستغرق و ارائه روابطی برای محاسبه ضریب دبی این نوع سرریزها و همچنین مقایسه این نوع سرریزها با سرریز لبه‌پهن مستطیلی می‌باشد. برای این منظور 3 مدل سرریز شیب‌دار با شیب بالادست، شیب پایین‌دست و شیب ترکیبی بالادست و پایین‌دست و 1 مدل سرریز لبه پهن مستطیلی در دامنه وسیعی از دبی‌ها (3 الی 30 با گام‌های 3 لیتر بر ثانیه) در یک فلوم آزمایشی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 15، 3/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش نسبت هد کل جریان بر روی سرریز به عرض قاعده سرریز از 2/0 تا 1، ضریب انتقال دبی سرریزهای شیب‌دار از 37/0 به 56/0 افزایش می‌یابد. بیشترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب ترکیبی بالادست و پایین‌دست و کمترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب بالادست می‌باشد. همچنین دو رابطه برای محاسبه ضرایب انتقال دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای شیب‌دار ارائه شده است. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برای شرایط جریان آزاد 90/0 و 017/0 و برای شرایط جریان مستغرق به ترتیب 91/0 و 040/0 بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Laboratory study of free and submerged flow on inclined weirs

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Kheiraei 1
  • Hojjat Allah Yonesi 2
  • Manoochehr Fathi-Moghadam 3
  • babak Shahinejad 1
  • Hassan Torabi podeh 4
1 Department of Water Eng. Lorestan university
2 Department of water Engineering, Lorestan university
3 Faculty of water Eng. shahid chamran university
4 Department of Water Eng.,Lorestan University
چکیده [English]

Weirs are important hydraulic structures for controlling flow, regulation of water level and flow measurement in irrigation canals and rivers. The advantage of these types of weirs is due to the upward slope: Prevents the formation of a water-stagnant area at the upstream. The purpose of this study is to investigate the free and submerged flow conditions and provide relationships to calculate the discharge coefficient of these types of weirs also to comparing these types of weirs with rectangular broad crested weirs. For this goal, 3 inclined weirs models with upstream slope, downstream slope and combination upstream and downstream slopes and a model of rectangular broad crested weir, with a wide range of discharges(3 to 30 lit/s) and various depths at upstream and downstream were studied in a flume with length, width and Heights 15, 0.3 and 0.5 m, respectively. The results showed that by increasing the ratio of total head flow over the weir versus the bed width of the weir from 0.2 to 1, the discharge conveyance coefficient of inclined weirs, increased from 0.37 to 0.56 . Also the highest discharge conveyance coefficient was related to the inclined weir at upstream and downstream model and lowest this parameter was related to the upstream slope weir model. There are also two equations for calculating discharge conveyance coefficient in free and submerged flow conditions in this type of inclined weirs. Results showed that R2 was 0.90 for free flow conditions and 0.92 for submerged flow conditions, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Inclined weir
  • Water Surface Profile
  • Discharge conveyance coefficient
  • Height to width weir ratio

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 30 مهر 1398
  • تاریخ دریافت: 06 مرداد 1398
  • تاریخ بازنگری: 30 مهر 1398
  • تاریخ پذیرش: 30 مهر 1398