شماره ركورد :
1135141
عنوان مقاله :
بررسي آزمايشگاهي و عددي تاثير شكل هاي مختلف دماغه بر هيدروليك و ساختار جريان سرريز هاي كليد پيانويي مستطيل
پديد آورندگان :
صفرزاده، اكبر دانشگاه محقق اردبيلي - گروه مهندسي عمران، اردبيل , خياط رستمي، سيامك دانشگاه محقق اردبيلي - گروه مهندسي عمران، اردبيل , خياط رستمي، بابك دانشگاه محقق اردبيلي - گروه مهندسي عمران، اردبيل
تعداد صفحه :
14
از صفحه :
153
تا صفحه :
166
كليدواژه :
سرريز كليد پيانويي , دماغه , مدل آزمايشگاهي , روش عددي ضريب دبي , خط جريان
چكيده فارسي :
در اين تحقيق هيدروليك و ساختار جريان بر روي سرريزهاي كليد پيانويي مستطيلي با ارتفاع‌هاي مختلف، در دو حالت بدون دماغه و با وجود دماغه با شكل­هاي مختلف با روش آزمايشگاهي و مدل­سازي عددي سه‌بعدي، مطالعه شده است. آزمايش‌ها در يك فلوم به عرض يك متر انجام‌ شده و مدل سرريزها با استفاده از صفحات PVC با سه ارتفاع مختلف به نحوي ساخته ‌شده است كه نسبت طول توسعه‌يافته تاج به عرض كانال در تمامي آن­ها برابر پنج باشد. ابتدا منحني ضريب آبگذري براي محدوده گسترده‌اي از نسبت هد به ارتفاع براي سه ارتفاع مختلف سرريز تعيين و سپس تأثير سه هندسه از دماغه با شكل­هاي مثلث، دايره و بيضي بر بهبود ضريب آبگذري سرريز با ارتفاع‌هاي مختلف بررسي‌شده است. در اين پژوهش بازه انتخاب‌شده براي نسبت هد به ارتفاع همخواني مناسبي با نسبت مذكور در طراحي سرريز كليد پيانويي سدهاي موجود دارد. بر اساس نتايج حاصله، ضريب آبگذري با افزايش ارتفاع سرريز تا مقدار خاصي افزايش‌يافته و دماغه‌هاي مثلثي بزرگ و بيضي تأثير قابل‌ملاحظه‌اي بر بهبود عملكرد هيدروليكي سرريزها دارند. تأثير اصلي دماغه در اصلاح توزيع خطوط جريان بر روي تاج جانبي سرريز در ناحيه پايين­دست اين تاج مي­باشد.
چكيده لاتين :
In this paper hydraulics and flow structure over the rectangular piano key weirs with different heights have been studied experimentally and numerically and effects of different fillet shapes on hydraulic performance are investigated. Experiments are conducted in a one meter width flume. Models of the tested weirs are made from PVC Plates in 3 different heights and with the same L/W ratios equal to 5. Discharge coefficient curve for wide range of heads over height ratio for 3 different weir heights are determined and effect of triangular, half round and oval fillets on increasing of discharge coefficient are investigated. In this research, the chosen range for ratio of head over height is in good agreement with ratio which has been used to design of prototype weirs. Large triangular and oval shaped fillets have significant effects on improvement of performance of the piano key weirs. Main effect of fillets is more uniformly distribution of the flow streamlines over the downstream part of the side crest. In second part of this paper, one and half-key piano key weirs with oval noses and without any nose (net) have been numerically modeled using Flow-3D model. Discharge coefficients of one of the numerically simulated rectangular models is compared with derived discharge coefficient curve from physical model. Convergence of inflow and outflow of numerical model has been controlled. Satisfactory correspondence presents between the experimental and numerical studies. Discharge distribution over the crest of the normal PKW and the weir equipped with oval fillet are compared. Result showed that due to uniformly distribution of the streamlines, the fillet notably increases flow rate at the downstream part of the side crest. Results of numerical simulations are exported to Tecplot software, in order to visualize the flow streamlines at different parts of the studied weirs. The weir with oval fillet affects the flow streamlines in three positions: the near bead streamlines of the weir with oval fillet, have less lateral diversion when they reach beneath the overhang of the outlet keys. In other word, streamlines pass this region more smoothly rather than normal PKW. As a result, the fillet decreases the local head loss, when the flow enters the inlet keys. Streamlines of the mid depth level show less contraction at the entrance and middle of the inlet keys. Consequently, lower velocity of the flow along the inlet keys, helps to more evacuation of the flow from side crests. Finally, streamlines release more uniformly from downstream part of the side crest. These phenomena results low submergence level at the middle of the outlet keys. The outlet keys are the brake of nonlinear weirs. By decreasing the submergence level of the outlet keys, flow from the side crests discharge more freely from inlet to the outlet keys.
سال انتشار :
1398
عنوان نشريه :
مهندسي عمران مدرس
فايل PDF :
7900991
لينک به اين مدرک :
بازگشت