بررسی آزمایشگاهی اثر تغییرات زبری و ارتفاع سرریز لبه پهن بر ضریب دبی جریان

محورهای موضوعی : سازه های هیدرولیکی

ابراهیم نوحانی ¹ , امین محبی زاده ²

1 - استادیار گروه عمران- سازههای هیدرولیکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد دزفول، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دزفول،ایران
2 - دانش آموختۀ کارشناسی ارشد گروه عمران - سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد دزفول،دزفول، ایران.

تاریخ دریافت : 1397/02/05 تاریخ پذیرش : 1397/06/25 تاریخ انتشار : 1397/03/01

کلید واژه: ارتفاع, عدد فرود, واژگان کلیدی: سرریز, ضریب دبی عبوری, زبری مصنوعی,

چکیده مقاله :

در بسیاری از پروژههای تامین آب و انرژی، همچون سدها، رهاسازی یک دبی مشخص و ایجاد یک سازه برای تخلیهی ظرفیت مازاد در مدت زمان معین، امری ضروری است. این وظیفه را سازههایی به نام سرریز به عهده دارند. سرریزها آنچنان دارای پیچیدگی و تنوع هستند که بررسی و تحلیل پارامترهای هیدرولیکی آنها، بخصوص با استفاده از مدلهای فیزیکی و هیدرولیکی، کاری بسیار مهم و مهندسی است. سرریزهای لبهپهن به علت اقتصادی بودن و سادگی در ساخت، به طور گسترده در سیستم های انتقال آب و به عنوان ابزاری برای اندازه گیری شدت جریان و کنترل تراز سطح آب مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به کاربردهای فراوان سرریزهای لبه پهن، اگر ابعاد مقطع آن بهینه شود، منجر به اقتصادی شدن طرح گردد. در این تحقیق با انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی مدلهای مختلف بهینه ضریب دبی جریان آنها محاسبه گردید. همچنین با استفاده از مدل فیزیکی یک سرریز لبه پهن ساخته شده در آزمایشگاه هیدرولیک و تغییر ارتفاع سرریز و نصب زبری روی سطح تاج و تغییرات ضریب دبی، عدد فرود، عمق آب بالادست و دیگر پارامترهای هیدرولیکی مورد شبیهسازی قرارگرفت. تعداد کل آزمایشات انجام داده شده 75 مورد بود و نتایج نشان داد که با افزایش زبری سطح تاج سرریز، ضریب دبی تا 10 درصد کاهش پیدا میکند.

چکیده انگلیسی:

In many water supply and energy projects, such as dams, releasing of a certain flow rate and development of a structure for discharging excessive capacity over a specific time is essential. The structures which are responsible for such task are called weir structure. Such weirs possess high complexity and it is so important to analyze their hydraulic parameters, especially with the use of physical and hydraulic models. Broad crested weirs are extensive used in water transfer system as a tool for measuring the intensity of the stream and controlling water level, due to their economic-effectiveness during construction. With regard to the abundant applications of broad crested weirs, applying any modification on dimension of the sections of these weirs will make these tools more effective in terms of economic. In the present research, the optimum discharge coefficient of the flow was computed by performing experimental studies on the various models. Moreover, variation of discharge coefficient, Froude Number, Upper water level and other hydraulic parameters were simulated using a physical model of broad crested weirs fabricated in hydraulic laboratory and by applying variations on height of the weirs and installing roughness on crown surface. Totally, 75 tests were performed and the results showed that increase in weir crown surface roughness, the discharge coefficient decreases up to 10 percent. Also, the discharge rate increases up to 22 percent, with increase of weir height.