استخراج رابطه دبی فلوم با گلوگاه مثلثی با استفاده از نظریه خود تشابهی ناقص
محورهای موضوعی : علوم آبحسین سلطانی کاظمی 1 * , محسن سلیمانی بابرصاد 2 , محمدحسین پورمحمدی 3 , حسین اسلامی 4 , حسین قربانی زاده خرازی 5
1 -
2 - عضو هیات علمی گروه آبیاری دانشگاه آزاد اسلامی واحد شوشتر
3 - گروه آب دانشگاه شوشتر
4 - 4- گروه مهندسی آب، مرکز تحقیقات علوم آب و محیط زیست، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران.
5 - 5- گروه مهندسی آب، مرکز تحقیقات علوم آب و محیط زیست، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر، ایران.
کلید واژه:
چکیده مقاله :
فلوم¬ها مانند سرریزها و روزنه¬ها یکی از ساختارهای اندازه¬گیری جریان در مجاری باز مبتنی بر مقطع کنترل هستند. هدف از این تحقیق تعیین رابطه دبی برای فلوم با گلوگاه مثلثی با استفاده از مدلسازی آزمایشگاهی است. آزمایش¬های این تحقیق در یک کانال آزمایشگاهی به طول 20 متر، عرض 6/0 متر و عمق 5/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک سازمان آب و برق خوزستان انجام شد. در مجموع 101 آزمایش برای 4 مدل فلوم با گلوگاه مثلثی با ارتفاع¬های 20، 25، 30 و 35 سانتی¬متر در طیفی از دبی¬های جریان بین 39/3 و 378/55 لیتر بر ثانیه انجام شد. برای استخراج رابطه کلی دبی در فلوم با گلوگاه مثلثی در ابتدا با استفاده از تجزیه و تحلیل ابعادی یک رابطه کلی استخراج شد. سپس با استفاده از اصل خود تشابهی ناقص رابطه استخراج شده ساده¬تر شد. با استفاده از یک پیش¬پردازش مشخص شد که نسبت Q⁄√(gB^5 ) سازگاری بهتری با فلوم مورد مطالعه دارد. در نهایت با استفاده از رگرسیون چند متغیره غیرخطی، رابطه کلی ارائه شده به فرم ریاضی تبدیل شد. مقدار ضریب تبین این رابطه 98/0، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) 0026/0 و میانگین درصد خطای مطلق (MAPE) 0021/0 است.
Flumes, like weirs and orifices, are one of the flow measurement structures in open channels based on the control section. This research uses experimental modeling to determine the flow rate relationship for a flume with a triangular throat. The experiments of this research were carried out in a laboratory channel with a length of 20 m, a width of 0.6 m, and a depth of 0.5 m in the hydraulic laboratory of Khuzestan Water and Electricity Organization. A total of 101 tests were performed for four flume models with triangular throats with heights of 20, 25, 30, and 35 cm in a range of flow rates between 3.39 and 55.378 L/s. A general relation was first extracted using dimensional analysis for the triangular throat flume’s discharge. Then, using the principle of incomplete self-similarity, the extracted relation became simpler. By using pre-processing, it was found that Q⁄√(gB^5 ) ratio has better compatibility with the studied flume. Finally, non-linear multivariate regression transformed the general relationship into a mathematical form. This relationship's R2, RMSE, and MAPE values are 0.98, 0.0026, and 0.0021, respectively.