بررسي آزمايشگاهي تاثير آرايش هاي مختلف شمع بر عملكرد هيدروليكي و ضريب دبي سرريز جانبي كنگره اي نيم دايره اي تك سيكل

Experimental Investigation of Effects of Piles on Hydraulic Performance and Discharge Coefficient of Semi Circular Labyrinth Side Weir with One Cycle

سرريزهاي جانبي سازه هايي هيدروليكي هستند كه در ديواره جانبيكانالنصب مي شوند و جريان مازاد بر دبي طراحي را از كانال خارج مي كنند. سرريزهاي كنگره اي در پلان داراي شكستگي اند و در نتيجه طول موثر و در برخي موارد ضريب دبي بيشتري نسبت به سرريزهاي ساده دارند. در تحقيق حاضر، تاثير استفاده از شمع ها با آرايش هاي مختلف بر ضريب دبي سرريز جانبي كنگره اي نيم دايره اي تك سيكل بررسي شده است. آزمايش ها در كانال مستطيلي و شرايط زير بحراني و محدودهعدد فرود 0/37-0/1 اجرا شده اند. سه قطر مختلف براي سرريزهاي جانبي كنگره اي نيم دايره اي با ارتفاع ثابت در نظر گرفته شد. شمع هاي مورد استفاده استوانه اي و هم ارتفاع با سرريز جانبي هستند. تعداد شمع ها از 1 تا 3 و در كل 14 آرايش براي آنها در نظر گرفته شد. ابتدا تاثير پارامترهاي بي بعد استخراج شده از روش باكينگهام بر ضريب دبي سرريز جانبي بررسيو پس از آن رابطه اي براي محاسبه ضريب دبي سرريز جانبي كنگره اي نيم دايره اي همراه با شمع ها با دقت قابل قبولاستخراج شد. نتايج بررسي ها نشان مي دهد كه ضريب دبي سرريز جانبي كنگره اي نيم دايره اي در حالتي كه شمع وجود دارد بيشتر از حالت بدون شمع است. در واقع وجود شمع باعث بهبود عملكرد هيدروليكي سرريزهاي جانبي نيم دايره اي مي شود به طوري كه در محدوده عدد فرود مورد مطالعه، ضريب دبي سرريزها تا 15 درصد افزايش و تغييرات انرژي مخصوص در طول سرريزها تا 34 درصد كاهش مي يابد. بيشترين افزايش در ضريب دبي و بيشترين كاهش در تغييرات انرژي مخصوص مربوط به آرايشي است كه سه شمع در لبه پايين دست سرريز قرارگيرند.

Side weirs are hydraulic structures installing on the side walls of the channels to divert excess water of main channel. Labyrinth weirs are broken in their plans; so, they have more effective length and in some conditions have more discharge coefficient than that of simple ones. In this research, the effects of piles with different arrangements on discharge coefficient of semi-circular labyrinth side weir have been studied. The experiments were carried out in a rectangular channel with subcritical flow with Froude number range equal to 0.1-0.37. Three diameters were considered for semi-circular labyrinth side weirs with constant height. The piles used in the study were cylindrical and the same height of the side weir. The number of piles varied from 1 to 3, and fourteen arrangements were considered for them. First of all, the effects of dimensionless parameters, obtained from the Buckingham method, on side weir discharge coefficient were studied and then a relationship, with acceptable accuracy, between these parameters was obtained to predict the discharge coefficient of semi-circular labyrinth side weir with piles.. The results, compared with semi-circular labyrinth side weir without piles, showed that semi-circular labyrinth side weir with arrangements of piles have higher discharge coefficient. In fact, piles proved an improvement in the performance of semi-circular side weirs, so that within the range of the studied Froude number, the discharge coefficient faced an increase up to 15% and specific energy changes faced a decrease up to 34%. The most increase in discharge coefficient and the most decrease in specific energy changes occurd when three piles were installed at the downstream end of weirs.