شرایط جریان موجکی و ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه پهن مستطیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Tabriz University, Agricultural faculty, Irrigation department

2 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه تبریز

3 عضو هیات علمی و دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

4 گروه مهندسی آب- دانشگاه تبریز

10.22060/ceej.2021.18314.6830

چکیده

سرریزها یکی از انواع سازه‌های هیدرولیکی می‌باشند که‌ در سیستم‌های انتقال آب به منظور اهداف خاصی همچون افزایش عمق جریان در بالادست سازه جهت آبگیری و یا اندازه‌گیری دبی جریان به کار گرفته می‌شوند در این تحقیق به بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان و چگونگی وقوع جریان موجکی در سرریزهای لبه پهن مستطیلی به روش عددی با استفاده از روش حجم محدود پرداخته شد و نتایج آن با روش آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که محدوده ضریب دبی برای داده‌های آزمایشگاهی 321/0 تا 332/0 این درحالی است که با استفاده از مدل عددی این محدوده بین301/0 الی 354/0 می‌باشد. همچنین مشاهده گردید که در صورتی که عدد فرود جریان در مقطعی که کمترین عمق در روی تاج (dmin) اتفاق می‌افتد کمتر از مقدار 5/1 باشد (5/1>(Fr1، در بالای تاج سرریز موجک‌هایی به فرم سینوسی تشکیل می‌گردد، که می‌تواند دقت در قرائت اشل را کاهش و باعث ایجاد خطا در برآورد دبی عبوری گردد. برای جلوگیری از وقوع جریان موجکی، عمق جریان نباید از حد معینی کمتر گردد. در تحقیق حاضر جریان موجکی در شرایطی که نسبت عمق آب روی تاج سرریز به طول تاج سرریز در جهت جریان بزرگتر از 1/0 باشد( 1/0 H/L ) مستعدتر از سرریزهای لبه پهن حقیقی(4/0 H/L< ≤1/0) می‌باشد. همچنین با استفاده از روش رگرسیونی، رابطه‌ای برای تعیین ضریب دبی سرریزهای لبه پهن حقیقی با دقت بالاتر ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Undular Flow Conditions and Discharge Coefficient in Rectangular Broad-Crested Weirs

نویسندگان [English]

  • Bahram Nourani 2
  • Hadi Arvanaghi 3
  • Faezeh Rezaei 4
2 Department of Water Engineering
3 University of Tabriz / Department of Water Engineering
4 Department of water engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

Weirs are common hydraulic structures that can be used in conveyance water canals for increasing the water depth upstream of turn outs or measurement of flow discharge. In this study the effect of hydraulic parameters and creation conditions of undular flow in broad crested weirs were investigated numerically using the finite volume method and the results were evaluated by the experimental method of other researchers. Results indicated that discharge coefficient (Cd) for experimental data are between 0.321-0.332, whereas Cd for numerical simulation (using ANSYS FLUENT) are between 0.301-0.354. Over the crest where the minimum water depth (dmin) is happen, when Fr1 is less than 1.5 (Fr10.1. Thus it can be resulted that long broad -crested weirs (H/L

کلیدواژه‌ها [English]

  • Broad crested
  • weir
  • Discharge Coefficient
  • undular flow
  • Finite volume method