بررسی ضریب دبی جریان در سرریز کنگره ای تک سیکل به روش CFD

محورهای موضوعی : سازه های هیدرولیکی

فرهاد میثاقی ¹ , علیرضا صدیق ² , امیرحسین امانی ³

1 - عضو هیات علمی گروه مهندسی آب دانشگاه زنجان، ایران
2 - کارشناس ارشد سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز.
3 - کارشناس ارشد آبیاری و زهکشی دانشگاه زنجان

تاریخ دریافت : 1398/01/26 تاریخ پذیرش : 1400/02/29 تاریخ انتشار : 1399/12/01

کلید واژه: مدل‌های آشفتگی, سرریز کنگره‌ای تک سیکل, ضریب دبی جریان, نرم‌افزار FLUENT,

چکیده مقاله :

سرریز های کنگره ای نوعی از سرریزهای چند وجهی هستند که با دارا بودن دو وجه باعث افرایش دبی عبوری می گردد. این نوع طول مؤثر بیش تری نسبت به سرریزهای لبه تیز معمول دارند. به این ترتیب می توانند دبی بیش تری در مقایسه با سرریزهای معمول برای کانال با عرض و ارتفاع آب مشابه را از خود عبور دهند. در این تحقیق به بررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی مؤثر بر ضریب دبی جریان سرریز کنگره ای تک سیکل با استفاده از نرم افزار FLUENT و به صورت سه بعدی پرداخته شد. برای مدل کردن آشفتگی از مدل k-ε روش RNG و برای تعیین موقعیت پروفیل سطح آزاد از روش VOF استفاده شد. نتایج به دست آمده از بررسی مدل های عددی با مقادیر حاصله از سرریز مستطیلی هم عرض کانال مقایسه شد. نتایج نشان داد برای یک H/P مشخص، با افزایش زاویه رأس (θ)، ضریب دبی جریان افزایش می یابد و عملکرد سرریز مستطیلی هم عرض کانال نسبت به سرریز کنگره ای تک سیکل کم تر می باشد. همچنین سرریز کنگره ای تک سیکل در بارهای هیدرولیکی کم، عملکرد مناسبی داشته و ضریب دبی روند صعودی دارد.

چکیده انگلیسی:

Labyrinth weir are a kind of multi-dimensional weirs that cause passing flow increment with two dimensions. This kind has more effective length than usual sharp tip weirs. In this regard, they can pass more flow than usual weirs for channel with similar width and height. In this study, effective geometrical parameters on single cycle labyrinth weir flow coefficient are measured by means of FLUENT software in three-dimensional way. To model turmoil, k-Ɛ model RNG method and to position free surface profile, VOF method are used. The results of numerical models are compared with those of rectangular weirs with same width. The results for specific H/P show that vertex angle increases with flow coefficient increase and rectangular weir performance of same width is less than single cycle labyrinth weirs, since in same width channel the interference of abscission blades is more severe than single cycle labyrinth weir and such an interference in vertex causes the flow coefficient decrease comparing with single cycle labyrinth weir. Moreover, single cycle labyrinth weir in less hydraulic loads has appropriate performance and ascending trend of flow coefficient.