
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,655,545 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,259,401 |
بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی در سازه ترکیبی سرریز مرکب -روزنه | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 13، دوره 25، شماره 3، مرداد و شهریور 1397، صفحه 209-224 اصل مقاله (871.23 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.11642.2775 | ||
نویسندگان | ||
ابراهیم شعبانی* 1؛ عبدالرضا ظهیری2؛ امیراحمد دهقانی3؛ مهدی مفتاح هلقی2 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی | ||
2دانشیار گروه مهندسی آب دانشکاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
3دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: سرریزها و روزنهها (دریچهها) از جمله سازههای هیدرولیکی هستند که به ترتیب برای کنترل عمق و دبی جریان بهکار میروند. همچنین هر دو سازه به طور وسیع برای اندازهگیری دبی جریان نیز مورد استفاده قرار میگیرند. از مهم-ترین دلایل استفاده از این سازهها بهعنوان وسایل اندازهگیری، داشتن رابطه دبی-اشل ساده است. همچنین در مواردی که جریان آب انتقالی حاوی مواد رسوبی و اجسام شناور باشد، ترکیب این دو سازه باعث بهبود عملکرد سیستم میشود. یکی از گزینههایی که برای افزایش کارایی سازه ترکیبی سرریز-روزنه قابل استفاده است، ترکیب سرریزهای مرکب با روزنه میباشد. مطالعات بسیار محدودی در این زمینه وجود دارد. مواد و روشها: این پژوهش با هدف بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی در سازه ترکیبی سرریز مرکب (مثلثی-مستطیلی)-روزنه انجام شده است. آزمایشها در یک فلوم مستطیلی به طول 10 متر و عرض 40 سانتیمتر انجام شده است. در این آزمایشها از سرریزهای مثلثی با زوایای 45، 60 و 90 درجه و روزنههای مستطیلی استفاده شده است. عرض سرریز مستطیلی 40 سانتیمتر است. یافتهها: نتایج این پژوهش نشان داد که برای سازه سرریز مرکب در تمامی زوایای مورد مطالعه، با افزایش ارتفاع نسبی سرریز (نسبت هد آب یا بار آبی روی سرریز به ارتفاع سرریز)، ضریب دبی سرریز مرکب افزایش مییابد. با وجود تغییرات نسبتاً زیاد بار آبی روی سرریز و نیز زوایای سرریز مثلثی، تغییرات ضریب دبی سرریز مرکب نسبتاً کم بوده و در محدوده 58/0 تا 61/0 تغییر میکند. این مسئله بیانگر اهمیت تعیین دقیق این ضریب برای سازه سرریز مرکب است. همچنین مشخص شد که با افزایش زاویه رأس مثلث در سرریزهای مرکب، ضریب دبی این سازه افزایش مییابد این در حالی است که با افزایش این زاویه در سرریزهای مرکب-روزنه، ضریب دبی سازه مذکور کاهش مییابد. ارتفاع بازشدگی روزنه نیز بر ضریب دبی سازه ترکیبی سرریز مرکب-روزنه موثر است به طوریکه با افزایش این پارامتر، ضریب دبی سازه ترکیبی کاهش مییابد. همجنین مشخص شد که ضریب دبی سازه ترکیبی سرریز مرکب-روزنه تا حدودی کمتر از ضریب دبی این سازه در حالت بدون روزنه است. نتیجهگیری: با توجه به نتایج بهدست آمده از این پژوهش میتوان بر اساس اطلاعات سادهای مثل هندسه سرریز مرکب و روزنه و نیز عمق جریان در بالادست سازه ترکیبی سرریز مرکب-روزنه، ضریب دبی را با دقت مناسبی محاسبه نموده و این سیستم ترکیبی را با اطمینان در کانالهای و شبکههای آبیاری مورد استفاده قرار داد. در این صورت ضمن کنترل مناسب تراز سطح آب توسط سرریز مرکب، انتقال رسوب معلق وارد شده به کانال نیز از روزنه به خوبی انجام خواهد شد. | ||
کلیدواژهها | ||
مدل آزمایشگاهی؛ سیستم ترکیبی سرریز-روزنه؛ ضریب دبی؛ سرریز مثلثی | ||
مراجع | ||
1.Abdel-Azim, M.N., Al-Brahim, A.M., and Alhamid, A.A. 2002. Combined-free flow over weirs and below gates. J. Hydraul. Res. 40: 3. 359-365.
2.Ackers, P., White, W.R., Perkins, J.A., and Harrison, A.J.M. 1978. Weirs and flumes for flow measurement. John Wiley and Sons Publications, New York, 327p.
3.Alhamid, A.A., Negm, A.M., and Al-Brahim, A.M. 1997. Discharge equation for proposed self-cleaning device. J. King Saud Univ., 9: 1. 13-24.
4.American Society for Testing and Materials (ASTM). 1993. Standard method for open-channel flow measurement of water with thin-plate weirs. ASTM D5242. West Conshohocken, Pa. 250p.
5.Anzani, A. 2014. Experimental investigation of discharge coefficient for curved sharp crested weirs in plan with different central angles. M.Sc. Thesis, GorganUniversity of Agricultural Sciences and Natural Resources, 85p.
6.Aydin, I., Metin Ger, A., and Hincal, O. 2002. Measurement of small discharges in open channels by slit weir. J. Hydraul. Eng. 128: 2. 234-237.
7.Balochi, B., and Zeinivand, M. 2012. Experimental investigation of discharge coefficient for combined structures of weir-orifice in flood conditions. J. Soil Water Sci. 22: 2. 151-164. (In Persian) 8.Borghei, S.M., Jalili, M.R., and Ghodsian, M. 1999. Discharge coefficient for sharp-crested side weir in subcritical flow. J. Hydraul. Eng. 125: 10. 1051-1056.
9.Bos, M.G. 1989. Discharge measurement structures. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands, 394p.
10.Chadwick, A., and Morfett, J. 1986. Hydraulics in civil engineering. London; Allen and Unwin, 512p.
11.EL-Saiad, A.A., Negam, A.M., and Waheed EL-Din, U. 1995. Simultaneous flow over weirs and below gates. Civil Engineering Research Magazine, 17: 7. 62-71.
12.Esmaeili, K., and Fathi Moqhadam, M. 2006. Discharge coefficient for combined model of weir-gate. 1st National Conference of Management of Irrigation and Drainage Networks, Ahwaz, 8p. (In Persian)
13.French, R.H. 1986. Open Channel Hydraulics. Mc Grow Hill Book Company, New York, 620p.
14.Jan, C.D., Chang, C.J., and Lee, M.H. 2006. Discussion of Design and calibration of compound sharp-crested weir. J. Hydraul. Eng. 132: 8. 868-871.
15.Kindsvater, C.E., and Carter, R.W. 1959. Discharge characteristics of rectangular thin-plate weirs. Trans. Am. Soc. Civ. Eng. 124: 772-822.
16.Lenz, A.T. 1943. Viscosity and surface tension effects on V-notch weir coefficients. Trans. Am. Soc. Civ. Eng. 69: 759-802.
17.Martinez, J., Reca, J., Morillas, M.T., and Lopez, J.G. 2005. Design and calibration of a compound sharp-crested weir. J. Hydraul. Eng. 131: 2. 112-116.
18.Munson, B.R., Young, D.F., and Okiishi, T.H. 1998. Fundamentals of flows mechanics. Wiley and Sons, New York, 853p.
19.Negm, A.M., Albarahim, A.M., and Alhamid, A.A. 2002. Combined free flow over weirs and gate. J. Hydraul. Res. 40: 3. 359-365.
20.Negm, A.M. 1995. Characteristics of combined flow over weirs and under gate with unequal contractions. 2nd Int. Conf. on Hydro-Science and Engineering, Beijing, China, 8p.
21.Negm, A.M. 2000. Characteristics of simultaneous overflow–submerged underflow: unequal contractions. Engineering Bulletin, 35: 1. 137-154.
22.Pesaraklo, M., and Emadi, A. 2014. The experimental investigation of combined flow in sharp crested weir and gate in the state of compound weir. The 2nd National Conference on Water, Human and Land, 8p. (In Persian)
23.Piratheepan, M., Winston, N.E.F., and Pathirana, K.P.P. 2006. Discharge measurements in open channels using compound sharp-crested weirs. J. Inst. Engin. 3: 31-38.
24.Rajaratnam, N. 1977. Free flow immediately below sluice gates. J. Hydraul. Div. 103: 4. 345-351. 25.Ramamurthy, A.S., Tadayon, R., and Chen, Z. 2009. Numerical simulation of sharp-crested weir flow. J. Can. Civil Eng. 36: 9. 1530-1534.
26.Razavian, H., and Heidarpour, M. 2007. The investigation of discharge coefficient for combined model of the sharp crested weir-orifice. The 6th Iranian hydraulic conference, ShahrekordUniversity, 9p. (In Persian)
27.Shahabi, M., Bidokhti, N., Dehghani, A.A., and Telvari, A. 2011. Experimental investigation of flow contraction on scour cone downstream of weir-gate structure. 6th National Civil Engineering Congress, Semnan University, Iran, 10p. (In Persian)
28.Shirdeli, A. 2006. Discharge coefficient of rectangular openings in submerged condition and free. The National Conference Management of Irrigation and Drainage Networks, ShahidChamranUniversity of Ahwaz, 10p. (In Persian)
29.Swamee, P.K., Ojha, C.S.P., and Kumar, S. 1998. Discharge equation for rectangular slots. J. Hydraul. Eng. 124: 9. 973-974. 30.Swamee, P.K., Pathak, S.K., and Ghodsian, M. 2001. Viscosity and surface tension effects on rectangular weirs. ISH J. Hydraul. Eng. 7: 2. 45-50.
31.United States Bureau of Reclamation (USBR). 1963. Compound weir study. Hydraulic Laboratory Report No. Hyd. 505, 35p.
32.United States Bureau of Reclamation (USBR). 1997. Water measurement manual. 3rd Ed. Denver, 317p.
33.Yasi, M., and Abbaspour, A. 2005. Flow over sharp-crested, truncated-triangular weirs. Sci. J. Agric. 28: 2. 165-181. (In Persian) 34.Zahiri, A. 2012. Quasi-two dimensional mathematical model for prediction of flow discharge over compound sharp-crested weirs. J. Water Soil Cons. 19: 3. 25-47. (In Persian)
35.Zahiri, A., Tang, X., and Azamatulla, H. 2014. Mathematical modeling of flow discharge over compound sharp-crested weirs. J. Hydro-Environ. Res. 8: 3. 194-199. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 948 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,086 |