آمار
| تعداد نشریات | 13 |
| تعداد شمارهها | 660 |
| تعداد مقالات | 6,886 |
| تعداد مشاهده مقاله | 10,049,476 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 9,334,042 |
برآورد آزمایشگاهی ضریب دبی در آبگیرهای کفی با محیط متخلخل | ||
| مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
| مقاله 16، دوره 25، شماره 2، خرداد و تیر 1397، صفحه 283-296 اصل مقاله (1.08 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.12378.2695 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین شریعتی1؛ سعید رضا خداشناس* 2؛ کاظم اسماعیلی3 | ||
| 1دانشجوی دکترا رشته علوم و مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد | ||
| 2استاد گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد. | ||
| 3دانشیار گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: یکی از روشهای مناسب برای آبگیری از رودخانههای کوهستانی، بکارگیری آبگیر کفی مشبک می-باشد. از اشکال مختلف آبگیرهای کفی که تاکنون کمتر مورد مطالعه قرار گرفته، استفاده از آبگیرهای کفی با محیط متخلخل است که بلحاظ کاهش مشکلات کفهای مشبک و هزینه کم طراحی و اجرا میتواند جایگزین مناسبی برای آبگیرهای کفی مشبک باشد. با توجه به جدید بودن ایده استفاده از آبگیر کفی با محیط متخلخل و محدودیت اطلاعات کافی جهت طراحی و ساخت این نوع آبگیر در پژوهش حاضر سعی شده است با در نظر گرفتن شرایط منطبق بر واقعیت رفتار هیدرولیکی این آبگیرها مورد بررسی قرار گیرد . مواد و روشها: به منظور مدل کردن آبگیر کفی با محیط متخلخل و انجام آزمایشها از یک کانال آزمایشگاهی با طول 10 متر، عرض 30 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر با جدار شیشهای بعنوان کانال اصلی و کانالی شیشهای با طول 1 متر، عرض 45 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر بعنوان کانال انحراف استف اده شد. جهت تعبیه آبگیر در فاصله 5 متری از ابتدای کانال اصلی با در نظر گرفتن یک فضا خالی به گونهای که در این فضا امکان اجرای سه طول cm45= L3، cm30=L2 ، cm15=L1 ، سه ارتفاع cm20= H3، cm15=H2 ، cm10=H1 و سه شیب %20= S3، %10= S2 ، %0=S1 برای آبگیر فراهم بود، استفاده شد. محیط داخل آبگیر از 4 نوع دانه بندی با قطر متوسط mm 75/17=P4 ، mm 30/15=P3 ، mm 41/13=P2 ، mm72/9 =P1 پرگردید . در هر آزمایش با عبور دبیهای مختلف از روی آبگیر و اندازهگیری میزان دبی انحرافی، نسبتهای دبی منحرف شده به دبی کل ( ) در مقابل دبی کل جریان بالادست ( ) برای مدلهای مختلف آبگیر ترسیم و تاثیر پارامترهای مختلف بر میزان دبی منحرف شده توسط آبگیر کف متخلخل مورد بررسی قرار گرفت. برای اندازهگیری دبی از سرریزهای لبه تیز مستطیلی واقع در ابتدا و انتهای کانال اصلی استفاده شد. یافتهها: نتایج آزمایشها حاکی از آن بود که با افزایش دبی ورودی میزان دبی انحرافی افزایش مییابد اما نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی روند کاهشی دارد. افزایش قطر سنگدانهها محیط آبگیر افزایش دبی انحرافی از آبگیر را بهمراه دارد به گونهای که بیشترین میزان دبی انحرافی مربوط به دانه بندی نوع P4 بود که این امر ناشی از بیشتر بودن فضاهای خالی در این دانه بندی بندی است. افزایش ضریب یکنواختی مصالح داخل آبگیر موجب پرشدن خلل و فرج و کاهش تخلخل و بتبع آن کاهش مجاری عبور جریان و تقلیل دبی انحرافی از آبگیر شد. بررسی دبی انحرافی برای طول و ارتفاعات مختلف آبگیر نشان داد که افزایش طول آبگیر از L1 به L3 و نیز افزایش ارتفاع آبگیر از H1 به H3 موجب افزایش دبی انحرافی میگردد. میزان جریان انحرافی با افزایش شیب سطح آبگیر روند کاهشی دارد. این کاهش میتواند ناشی از تغییر ناگهانی شیب سطح آبگیر در محل ورود جریان به ناحیه محیط متخلخل و جداشدگی جریان در این ناحیه باشد. نتیجهگیری: بر اساس تحلیل ابعادی و دادههای بدست آمده از آزمایشها و استفاده از برازش چند متغیره بین پارامترهای بی بعد استخراج شده رابطهای برای محاسبه ضریب دبی آبگیر کفی متخلخل با ضریب تبیین915/0ارائه گردید. مقایسه نتایج ضریب دبی جریان اندازهگیری شده و نتایج محاسباتی همبستگی مناسب بین دادههای آزمایشگاهی و مقادیر ریاضی تخمین شده را نشان میدهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| آبگیری از رودخانه؛ آبگیرکفی؛ ضریب دبی؛ محیط متخلخل | ||
| مراجع | ||
|
1.Bina, K., Maghrebi, M.F., and Abrishami, J. 2012. Experimental investigation of discharge coefficient in mesh panel bottom. J. Water Wastewater. 1: 24-33. (In Persian)
2.Castillo, L.G., García, J.T., and Carrillo, J.M. 2016. Experimental and numerical study of bottom rack occlusion by flow with gravel-sized sediment. Application to Ephemeral Streams in Semi-Arid Regions. 8: 1-18.
3.Hosseyni, S.M., and Abrishami, J. 2007. Open channel hydraulics. Press, 17p. (In Persian)
4.Kooroshvahid, F., Esmaili, K., Maghrebi, M.F., Alizadeh, A., and Naghavi, B. 2010. Flow discharge in bottom intakes with porous media. J. Water Soil. 24: 2. 347-358. (In Persian)
5.Kooroshvahid, F., Esmaili, K., and Naghavi, B. 2011. Experimental study on hydraulic characteristics of bottom intake with granular porous media. J. Special Topics & Reviews in Porous Media. 2: 301-311.
6.Kumar, S., Ahmad, Z., Kothyari, U.C., and Mittal, M.K. 2010. Discharge characteristics of a trench weir. J. Flow Measure. Instrument. 21:80-87.
7.Lund, S. 2005. Inntak til Smakraftverk. M.Sc. Thesis, Department of Hydraulic and Environmental Engineering., N.T.N.U, Norway.
8.Masjedi, A., and Taeedi, A. 2014. Laboratory study of channel slope and rod diameter effect on intake discharge coefficient under rack floor condition. J. Sci. Technol. Agric. Natur. Resour. 18: 67. 301-308. (In Persian)
9.Pouresmaeil, S., and Maghrebi, M.F. 2014. Experimental study on hydraulic characteristics of porous bottom intake in clear water. J. Water Soil. 28: 1. 35-45. (In Persian)
10.Righetti, M., and Lanzoni, S. 2008. Experimental study of the flow field over bottom intake racks. J. Hydr. Engin. 134: 15-22. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 626 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 751 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب