مطالعه‌ی آزمایشگاهی تأثیر موانع بر اتلاف انرژی جریان در سرریز کلیدپیانویی

الموضوعات :

شیماء عزالدین ابراهیم ¹ (گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران)
علی خوش فطرت ² (دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان)

تاريخ الإرسال : 21 الأربعاء , صفر, 1445 تاريخ التأكيد : 29 السبت , ربيع الأول, 1445 تاريخ الإصدار : 29 السبت , ربيع الأول, 1445

الکلمات المفتاحية: اتلاف انرژی, سرریز کلیدپیانویی, مطالعه‌ی آزمایشگاهی, مانع, نوع C,

ملخص المقالة :

سرریزهای کلیدپیانویی، دارای طول تاج بیشتر نسبت به سرریزهای خطی است. افزایش طول تاج سرریز در عرض محدود، باعث افزایش ضریب آبگذری می‌گردد. سرریزهای کلیدپیانویی حدود 24 سال پیش برای افزایش عبوردهی جریان، پی سبک و راندمان بالاتر نسبت به دیگر سرریزهای غیر خطی، ساخته شدند. با توجه به اهمیت این سرریزها و راهکار برای افزایش اتلاف انرژی و در نهایت کاهش آبشستگی در آن‌ها؛ لذا در این تحقیق سعی شد از یک سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع C استفاده شود. از چهار دبی 025/0، 03/0، 035/0 و 04/0 متر مکعب بر ثانیه نیز استفاده شد. از سه مانع با ارتفاع‌های 01/0، 03/0 و 05/0 متر در انتهای کلیدهای خروجی سرریز نیز استفاده شد. نتایج چنین است که با افزایش ارتفاع موانع، میزان اتلاف انرژی نیز افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش دبی جریان، از میزان اتلاف انرژی کاسته می‌شود. در موانع 01/0، 03/0 و 05/0 متر، میزان اتلاف انرژی نسبت به سرریز بدون مانع به‌ترتیب 20/1، 13/2 و 53/2 درصد افزایش می‌یابد. میانگین اتلاف انرژی در سرریزهای با موانع 0، 01/0، 03/0 و 05/0 متر در انتهای کلیدهای خروجی، به‌ترتیب برابر 8/57، 5/58، 06/59 و 3/59 است. در انتها رابطه‌ای برای محاسبه میزان اتلاف انرژی در سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع C همراه با مانع در انتهای کلیدهای خروجی با ضریب همبستگی 9/98 درصد، به‌دست آمد.

المصادر:

1. Leite Ribeiro, M., Boillat, J.L., Schleiss, A., Laugier, F. and Albalat, C., 2007. Rehabilitation of St-Marc dam experimental optimization of a piano key weir. In Proceedings of the 32nd Congress of IAHR (No. CONF).
2. Khanh, M.H.T., Hien, T.C. and Quat, D.S., Study and construction of PK Weirs in Vietnam (2004 to 2011).
3. Bieri, M., Federspiel, M., Boillat, J.L., Houdant, B., Faramond, L. and Delorme, F., 2011. Energy dissipation downstream of piano key weirs–case study of Gloriettes dam (France). Labyrinth and piano key weirs–PKW 2011, pp.123-130.
4. Erpicum, S., Laugier, F., Pfister, M., Pirotton, M., Cicero, G.M. and Schleiss, A.J. eds., 2013. Labyrinth and piano key weirs II. CRC Press.
5. Sajadi, S.M., 2017. Effect of baffled outlet keys at Piano Key Weir on dissipating energy. Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 18(69), pp.77-92.
6. Al-Shukur, A.H.K. and Al-Khafaji, G.H., 2018. Experimental study of the hydraulic performance of piano key weir. International Journal of Energy and Environment, 9(1), pp.63-70.
7. Naghibzadeh, S.M., Heidarnezhad, M., Masjedi, A. and Bordbar, A., 2020. Experimental and Numerical Analysis of Energy Dissipation in Piano Key Weirs with Stepped and Baffled Barriers at Downstream Slop. Iranian Journal of Soil and Water Research, 51(10), pp.2431-2442.
8. R. Eslinger, K. and Crookston, B.M., 2020. Energy dissipation of type a piano key weirs. Water, 12(5), p.1253.
9. Singh, D. and Kumar, M., 2022. Gene expression programming for computing energy dissipation over type-B piano key weir. Renewable Energy Focus, 41, pp.230-235.
10. Fathi, A., Abdi Chooplou, C. and Ghodsian, M.G., 2023. An Experimental Study of Flow Energy Loss in Trapezoidal Stepped Piano Key Weirs (PKWs). Modares Civil Engineering journal, 23(4), pp.0-0.
11. https://sanad.iau.ir/Journal/tsws/Article/783133
12. Sumer, B.M. and Fredsoe, J., 1991, August. Onset of scour below a pipeline exposed to waves. In The First International Offshore and Polar Engineering Conference. OnePetro.
13. Novák, P. and Čabelka, J., 1981. Models in hydraulic engineering: Physical principles and design applications. Monographs & surveys in water resources engineering.