مقایسه و بررسی آزمایشگاهی ضریب تخلیه جریان در سرریزهای کنگره‌ای ذوزنقه ای شکل با طول کنگره های مساوی و نامساوی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

2 کارشناسی ارشد، دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی عمران ، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

3 دانشجوی دکتری مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه زنجان، ایران

چکیده

سرریزها از جمله مهم‌ترین سازه‌های هیدرولیکی مورد استفاده در سدها می‌باشند که برای تخلیه مطمئن جریان‌های سیلابی ساخته می‌شوند. به منظور افزایش ظرفیت تخلیه سرریز، در دهانه‌های کوچک از سرریزهای کنگره‌ای استفاده می‌گردد. در پژوهش حاضر، دو هندسه متفاوت در طرح سرریزهای کنگره‌ای ذوزنقه‌ای شکل با طول کنگره‌های مساوی (مدل B) و نامساوی (مدل‌های پنج‌گانه F) به‌صورت آزمایشگاهی و برای دبی‌های مختلف بررسی شده است. آزمایش‌ها با هدف کاهش تداخل تیغه‌های آب و افزایش راندمان و ضریب تخلیه (C) سرریزهای مذکور انجام شده است. نتایج بیانگر آن است که در اکثر حالات ضریب تخلیه سرریزهای کنگره‌ای با کنگره‌های نامساوی نسبت به حالت کنگره‌های مساوی بیشتر است. بیشترین میزان ضریب تخلیه سرریز، زمانی است که نسبت Ht/P کمترین مقدار خود را داشته باشد. در این شرایط با افزایش حجم آب عبوری از فلوم تا زمانی که نسبت Ht/P کمتر از 0.3 باشد، روند تغییرات (C) نسبت به Ht/P کاهشی بوده و از این مرحله به بعد با افزایش نسبت Ht/P به بیش از 0.3، در تمامی نمونه‌های ساخته شده مدل‌های F، به علت تداخل تیغه‌های آب و همچنین به دلیل استغراق کنگره‌های سرریز، تغییرات C در مقابل افزایش نسبت Ht/P بسیار ناچیز بوده و عملا ضریب تخلیه سرریز در دبی‌های بالا تقریبا ثابت و بدون تغییر است. به‌عبارت دیگر، در سرریزهای کنگره‌ای نامساوی که نرخ کاهش طول برخورد تیغه‌های آنها بین 15 الی 27.5 درصد است، ضریب تخلیه در مقایسه با سرریز‌های کنگره‌ای با طول کنگره‌های مساوی حداقل 32.4 درصد و حداکثر 35.3 درصد افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the Efficiency of Trapezoidal Labyrinth Weirs with Equal and Unequal Indentation Lengths

نویسندگان [English]

  • Jalal Sadeghian 1
  • Ali Yari 2
  • Hadi Norouzi 3
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 M.Sc, Water Eng. and Hydrau-lic Structures, Department of Civil Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 PhD Candidate of Hydraulic Structures, Department of Civ-il Engineering, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

Weirs are one of the most important hydraulic structures used in dams, which are built for safe discharge of flood flows. In order to increase the weir discharge capacity, labyrinth weirs are used in small openings. In the present study, 2 different geometries in the design of trapezoidal labyrinth weirs with equal (B model) and unequal (quintet F models) Indentation lengths were investigated in a laboratory and for different flow rates. Has been The experiments were conducted with the aim of reducing the interference of water blades and increasing the efficiency and discharge coefficient (C) of the mentioned weirs. The results show that; In most cases, the discharge coefficient of labyrinthine weirs with unequal Indentations is higher than that of equal Indentations. The highest weirs discharge coefficient is when the Ht/P ratio is at its lowest value. In this situation, by increasing the volume of water passing through the flume until the Ht/P ratio is less than 0.3, the trend of changes (C) in relation to Ht/P is decreasing, and from this point on, with the increase of the Ht/P ratio to more than 0.3, in all the built samples of F models, due to the interference of the water blades and also due to the absorption of the weir Indentations, the changes in C are very insignificant compared to the increase in the Ht/P ratio, and practically the weir discharge coefficient in discharge the above is almost constant and unchanged. In other words, in unequal labyrinth weirs where the rate of decrease in the collision length of their blades is between 15 and 27.5%, the discharge coefficient compared to labyrinth weirs with equal Indentation length has increased at least 32.4% and at most 35.3%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Weir Efficiency
  • Trapezoidal Labyrinth Weir
  • Discharge Coefficient
  • Length of Weir
  • Unequal Indentations

مراجع

[1] Gentilini, B. (1949). Stramazzi con cresta a pianta obliqua e a zig-zag. Memorie e Studi dell instituto di Idraulica e Construzioni Idrauliche del Regil Politecnico di Milano, 48, in Italian.
[2] Schlag, A., (1962). Note sur la mesure des debits pour deversoir triangulare. La Tribune de Cebedeau (Liege, Belgium), 15(218), 22.
[3] Hay, S., Taylor, G. (1970). Performance of Labyrinth Weirs. ASCE J. of Hydraulic Engg. 96(11):2337-57.
[4] Houston, K. L. (1982). Hyraulic Model Study of the Ute Dam Labyrinth Spillway. Rep.NoGR-82-7, Bureau of Reclamation, Denver Colo.
[5] Lux, F. (1984). Discharge characteristics of labyrinth weirs, Proceedings of Conference on Water for Resource Development, 133(3), 248-254.
[6] Amanian, N. (1987). Performance of and design of labyrinth spillways. M.S. thesis, Utah State Univercity, Logan, Utah. 
[7] Singh, R., Manivannan, D., & Satyanarayana, T. (1994). Discharge coefficient of rectangular side weirs. Journal of irrigation and drainage engineering, 120(4), 814-819. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9437(1994)120:4(814)
[8] Khode, B. V., Tembhurkar, A. R., Porey, P. D., & Ingle, R. N. (2011). Determination of crest coefficient for flow over trapezoidal labyrinth weir. World Applied Sciences Journal, 12(3), 324-329.
[9] Parvaneh, A., Borghei, S. M., & Jalili Ghazizadeh, M. R. (2012). Hydraulic performance of asymmetric labyrinth side weirs located on a straight channel. Journal of irrigation and drainage engineering, 138(8), 766-772. doi: 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000455
[10] Mirnaseri, M., Emadi, A. R., (2013). Hydraulic Performance of Combined Flow Rectangular Labyrinth Weir-Gate. Middle-East Journal of Scientific Research, 18(9), 1335-134. doi: 10.5829/idosi.mejsr.2013.18.9.12374
[11] Borghei, S. M., Nekooie, M. A., Sadeghian, H., & Ghazizadeh, M. R. J. (2013). Triangular labyrinth side weirs with one and two cycles. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management, 166(1), 27-42. doi: 10.1680/wama.11.00032
[12] Sangsefidi, Y., Mehraein, M., & Ghodsian, M. (2018). Experimental study on flow over in-reservoir arced labyrinth weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 59, 215-224. doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2017.12.002
[13] Monjezi, R., Heidarnejad, M., Masjedi, A., Purmohammadi, M. H., & Kamanbedast, A. (2018). Laboratory investigation of the Discharge Coefficient of flow in arced labyrinth weirs with triangular plans. Flow Measurement and Instrumentation, 64, 64-70. doi: 10.1016/j.flowmeasinst.2018.10.011
[14] Tullis, J. P., Amanian, N., & Waldron, D. (1995). Design of labyrinth spillways. Journal of hydraulic engineering, 121(3), 247-255. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:3(247)
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار