Laboratory study of flow coefficient at the spillway - gate composite structure by creating triangular congresses in the spillway wing

محورهای موضوعی : Marine structures

امیر رضا بهره بر ¹ , حسین آذر پیوند ² , رسول فرهادی ³

1 -
2 -
3 -

تاریخ دریافت : 1399/10/16 تاریخ پذیرش : 1400/04/21 تاریخ انتشار : 1399/11/13

کلید واژه: Sensitivity analysis, آنالیز حساسیت, Flow Coefficient, Square-gate spillways, Triangular Congress, سرریز‌کنگره‌ای مربعی- دریچه, کنگره مثلثی, ضریب‌دبی,

چکیده مقاله :

Combining the overflow with the gate causes changes in the discharge coefficient. Spillway- gate composite structure is used behind the overflow to measure the flow rate and prevent the accumulation of sediment in winter when the water is muddy. In this research, by designing and constructing four combined models of square congress spillways with gates, the effect of hydraulic parameters such as water pressure on the spillway (h) and geometric parameters such as gate height (a), gate width (b) and the distance between the top Apertures up to the vertex of triangle (y) were examined on the coefficient of flow. The experimental results showed that the discharge coefficient decreases with increasing proportions of h/y, h/b and h/a and the hybrid model has more gates -like performance. Also, a relation was presented to estimate the flow rate R2 = 0.98. Sensitivity analysis of the relationship showed that the dimensionless ratio h/y has the highest sensitivity and effect. And finally, in places where we have a limit on the width of the spillway, by implementing these types of overflows and, most importantly, by creating a valve in the body of the overflow, that is, in combination, the amount of flow will increase, which is very important.

چکیده انگلیسی:

ترکیب سرریز با دریچه باعث ایجاد تغییراتی در ضریب­دبی می‎گردد. سازه ترکیبی سرریز- دریچه به دو منظور اندازه‌گیری دبی جریان و جلوگیری از انباشته شدن رسوبات در زمستان که آب گل‎آلود می­باشد، در پشت سرریز بکار می‎رود. در این پژوهش با طراحی و ساخت چهار مدل ترکیبی سرریزهای کنگره­ای مربعی همراه با دریچه، تاثیر پارامترهای هیدرولیکی از جمله فشار آب روی سرریز (h) و پارامترهای هندسی از جمله ارتفاع روزنه (a) عرض دریچه (b)  و فاصله بین بالای روزنه تا راس مثلث (y)، بر ضریب­دبی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایشات نشان داد که ضریب­دبی با افزایش نسبت‎های h/y،h/b  و  h/aبی­بعد کاهش می­یابد و مدل ترکیبی بیشتر عملکردی شبیه به دریچه دارد. همچنین رابطه­ای جهت تخمین ضریب­دبی جریان با ضریب همبستگی 98/0 ارائه شد.  تحلیل حساسیت رابطه نشان داد که نسبت بی‎بعد h/y دارای بیشترین حساسیت و تاثیر را دارا می­باشد و در نهایت اینکه در جاهایی که محدودیت عرض سرریز وجود دارد با اجرای این نوع سرریزها و از همه مهم‎تر  با ایجاد دریچه در بدنه  سرریز یعنی به حالت ترکیبی میزان دبی عبوری افزایش خواهد یافت که بسیار حائز اهمیت می­باشد.

منابع و مأخذ:

اسمعیلی‎ورکی، م.  و صفررضوی‎زاده، م. (1392). بررسی مشخصات هیدرولیکی جریان بر روی سرریزهای کنگره­ای با پلان نیم­دایره­ای. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، شماره 1، ص 234-224.

رضایی، م.، عمادی، ع. ر. و آقاجانی مازندرانی، ق. (1394). مطالعه آزمایشگاهی سرریز کنگره­ای مستطیلی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). شماره 6، ص 1446-1438.

رضایی، م. (1391). رابطه دبی اشل در سرریز کنگره­ای مستطیلی. پایان‎نامه کارشناسی ارشد سازه‎های آبی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکده مهندسی علوم آب، ایران، 69 ص.

یاسی، م. و محمدی، م. (1386). بررسی سرریزهای زیگزاگی با پلان قوسی. مجله علوم آب و خاک، شماره 41 (الف)، ص 12-1.

قره‎گزلو، م.، مسعودیان، م.، صالحی نیشابوری، س. ع.، نادری، ف. و سوری، ا. (1392). بررسی آزمایشگاهی ضریب‎دبی مدل ترکیبی سرریز-دریچه استوانه­ای و نیم‎استوانه­ای در کاناهای کوچک. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، شماره اول، ص 198-185.

Kumar, S., Ahmad, Z. and Mansoor, T. (2011). A new approach to improve the discharging capacity of sharp-crested triangular plan form weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 22 (3), pp:175–180.

Hayawi, H.A.A, Yahia, A.A.A. and Hayawi, G.A.A. (2008). Free combined flow over a triangular Weir and under rectangular gate. Damascus university journal, 24 (1), pp: 9-22.

Samani, J.M. and Mazaheri, M. (2009). Combined Flow over Weir and under Gate. Journal of Hydraulic Engineering, 135(3), pp: 224-227.

Negm, A.M., Al-Brahim, A.M. and Alhamid, AA. (2002). Combined-free flow over weirs and below gates. Journal of Hydraulic Research, 40 (3), pp: 359–362.