بررسی آزمایشگاهی اثر هندسه سرریزهای زیگزاکی قوسی ذوزنقه‌ای بر ضریب دبی جریان

الموضوعات :

جمال فیلی ¹ (دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران)
محمد حیدرنژاد ² (دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران)
علیرضا مسجدی ³ (دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران)
مهدی اسدی لور ⁴ (استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران)

تاريخ الإرسال : 18 الأربعاء , ربيع الأول, 1442 تاريخ التأكيد : 16 الأربعاء , جمادى الثانية, 1443 تاريخ الإصدار : 18 الجمعة , جمادى الثانية, 1443

الکلمات المفتاحية: سرریز زیگزاگی, سرریز قوسی ذوزنقه‌ای, نسبت عرض دماغه,

ملخص المقالة :

مقدمه: سرریزهای زیگزاگی سازه‌هایی هستند که برای انتقال جریان‌های بزرگ در هدهای کم، طراحی می‌شوند. به عبارت دیگر، سرریزهای زیگزاکی نوع خاصی از سرریز غیرخطی بوده که به‌عنوان یک گزینه اقتصادی و فنی جهت کنترل جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربری آنها زمانی است که افزایش ظرفیت سرریز از طریق افزایش عرض سرریز به‌دلیل شرایط توپوگرافی میسر نمی‌باشد
روش­: این نوع سرریزها ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارند. با توجه به افزایش طول موثر و به دنبال آن افزایش راندمان تخلیه در این گونه سرریزها می­توان از آن­ها در سرریز سدها و یا سازه­های تنظیم آب استفاده نمود. با توجه به اینکه تاکنون در خصوص بررسی ضریب دبی سرریز در حالت پلان قوسی مطالعات جامعی انجام نشده است لذا در این تحقیق  مطالعاتی بر روی سرریزهای کنگره ای قوسی ذوزنقه‌ای با شعاع قوس و طول سیکل متفاوت انجام شد. آزمایشات متعددی با استفاده از روش مدل‌سازی فیزیکی جهت بررسی تاثیر نسبت عرض دماغه سیکل‌های کناری سرریز به عرض دماغه سیکل میانی (w2/w1) نسبت شعاع قوس به عرض سیکل میانی (R/w1) و نسبت طول سیکل سرریز به عرض سیکل میانی (B/w1) بر ضریب دبی سرریز، انجام گردید.
یافته­ها و نتیجه‌گیری: این آزمایشات نشان دادند با کاهش نسبت عرض دماغه سیکل‌های سرریز (w2/w1)، ضریب دبی روند افزایشی تا 33 % از خود نشان می‌دهد.

المصادر:

1.    Azhdari Moghadam, M., and Jafari Nadoushan, E. 2003. Hydraulic Design of a Trapezoidal Labyrinth Spillway Using Computational Hydrodynamics. Civil Engineering of Journal, (Tarbiat Modarres University, Tehran, Iran), 13 (3): 123-135.

2.    Azimi, A.H., and Seyed Hakim, S. 2018. Hydraulics of flow over rectangular labyrinth weirs. Irrigation Science Springer, 37 (12): [https://doi/ 10.1007/s00271-018-0616-6].

3.    Belzner, F., Merkel, J., Gebhardt, M., and Thorenz, C. 2017. Piano Key and LabyrinthWeirs at German waterways: Recent and future research of the BAW. PP. 167-174. In: Labyrinth and Piano Key Weirs III – PKW 2017 – Erpicum et al. (Eds) © 2017 Taylor and Francis Group, London.[https://hdl.handle.net/20.500.11970/105138].

4.    Bijankhan, M., and Ferro, V. 2017. Dimensional analysis and stage-discharge relationship for weirs: A review. Journal of Agricultural Engineering 48(1): 1–11. [https://doi.org/10.4081/jae.2017.575].

5.    Bijankhan, M., and Kouchakzadeh, S. 2017. Unified discharge coefficient formula for free and submerged triangular labyrinth weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 57: 46-56. [https://doi.org/10.1016/J.FLOWMEASINST.2017.08.007].

6.    Christensen, N.A. 2012. Flow Characteristics of Arced Labyrinth Weirs. MSc thesis, Utah State University, Logan, Utah.

7.    Crookston, B.M., and Tullis, B.P. 2012a. Labyrinth Weirs: Nappe Interference and Local Submergence. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138 (8): 757-767.[https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000466].

8.    Crookston, B.M., and Tullis, B.P. 2012b. Arced labyrinth weirs. Journal of Hydraulic Engineering, 138(6): 555-562. [https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000553].

9.    Crookston, B.M., and Tullis, B.P. 2013. Hydraulic Design and Analysis of Labyrinth Weirs. I: Discharge Relationships. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 139(5): 363–370. [https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000558].

10.Delgado, F., Mann, P., Toneatti, P., and Camino, F. 2015. Discharge Coefficients Spillways Labyrinth Implementing Hydrodynamic Devices in the upstream side. Proceedings 36th IAHR World Congress. Hague, Netherlands.

11.Emami, S., Arvanaghi, H., and Parsa, J. 2018. Numerical Investigation of Geometric Parameters Effect of the Labyrinth Weir on the Discharge Coefficient. Journal of Rehabilitation in Civil Engineering, 6-1: 1-9. [https://doi.org.10.22075/JRCE.2017.11428.1188].

12.Gharibvand, R., Heidarnejad, M., Kashkoli, H.A., Hasounizadeh, H., and Kamanbedast, A.A.  2018. Numerical analysis of flow hydraulic in trapezoidal labyrinths and piano key weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 64: 64-70. [InPersian].

13.Ghodsian, D., and Amanian, N 2001. Discharge Coefficient of Semicircular Labyrinth Weirs. Amirkabir. Journal of Civil Engineering,13 (49):76-83.

14.Khode, B.V., Tembhurkar, A.R., Porey, P.D., and Ingle, R.V. 2012. Experimental Studies on Flow over Labyrinth Weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(6): 548–552. [https://doi.org.10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000336].

15.Kumar, S., Gupta, K.K., and Ahmad, Z. 2014. An approach to analyze the flow characteristics of sharp-crested triangular planform contracted weirs. World Applied Sciences Journal, 32(7): 13111317.[https://doi.org.10.5829/idosi.wasj.2014.32.07.2026].

16.Monjezi, R., Heidarnejad, M., Masjedi, A.R., Purmohammadi, M.H., Kamanbedast, A.A. 2018. Laboratory Investigation of the Discharge Coefficient of Flow in Arced Labyrinth Weirs with Triangular Plans. Flow Measurement and Instrumentation, 64: 64-70. [https://doi.org. 10.1016 / j. flowmeasinst. 2018.10.011].

17.Tullis, B.P., Young, N. and Crookston,  B. 2018. Size-Scale Effects of Labyrinth Weir Hydraulics. Proceedings of 7th International Symposium on Hydraulic Structures, Aachen, Germany.

18.Tullis, P., Amanian, N., and Waldron, D. 1995. Design of labyrinth weir spillways. Journal of Hydraulic Engineering, 121(3): 247–255. [https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:3(247)]