مطالعه آزمايشگاهي ضريب دبي در سرريز - دريچه منشوري

Experimental Investigation of Discharge Coefficient in Prismatic Weir-Gate

سرريز و دريچه به علت داشتن روابط نسبتاً ساده و دقيق در اندازه گيري جريان و قابليت آن ها در كنترل سطح آب، كاربرد فراواني در سامانه هاي آبياري دارند. همواره آب جاري در مسير رودخانه و كانال داراي ذرات رسوبي معلق و مواد شناور مي باشد. در اين شرايط مي توان اين دو سازه را با هم تركيب نمود و سامانه متمركزي به نام سرريز دريچه تشكيل داد كه امكان انتقال مواد رسوبي از زير دريچه و مواد شناور از روي سرريز فراهم شود. در اين تحقيق ضريب دبي سازه تركيبي سرريز دريچه منشوري تحت شرايط جريان آزاد با بازشدگي هاي مختلف دريچه و دبي هاي جريان مطالعه شد. تغييرات ضريب دبي سرريز دريچه منشوري در زاويه هاي مختلف سطوح منشور شامل ᵒ60 به ᵒ60 (منشوري متقارن)، ᵒ45 به ᵒ75 (منشوري بالا) و ᵒ75 به ᵒ45 (منشوري پايين) بررسي شد. نتايج نشان داد به ازاي افزايش پارامترهاي ، و ، ضريب دبي روند افزايشي دارد. مقايسه نتايج سرريز دريچه منشوري با زاويه هاي سطوح مختلف نشان داد ضريب دبي سرريز دريچه منشوري پايين نسبت به ساير مدل ها در شرايط هيدروليكي مختلف، بيشتر مي باشد. مقدار ضريب دبي سرريز دريچه منشوري متقارن بيشتر از ضريب دبي سرريز دريچه منشوري بالا به دست آمد. علت اين امر مي تواند ناشي از انقباض شديد جريان عبوري زير دريچه و افزايش مقدار تلفات موضعي باشد. براي انواع سرريز دريچه ها روابط خطي چندمتغيره ارايه شد كه داراي دقت خوبي بودند. مقايسه نتايج اين تحقيق با ساير محققان نشان داد ضريب دبي جريان سرريز دريچه منشوري نسبت به انواع ديگر سرريز دريچه ها در محدوده پارامترهاي آزمايش بيشتر است.

Weir and gate have many applications in irrigation networks because of their simple and accurate equations for flow measurement and their ability in water level controlling. Water flow in river and canal pathes always contains suspended sediment particles and floating materials. In this condition, weir and gate can be combined together and create an integrated system entitled weirgate that can convey sediment particles under the gate and floating materials over the weir. In this research, discharge coefficient of prismatic weir-gate was studied under free flow condition with different gate openings and flow discharges. Variation of discharge coefficient of prismatic weirgate was investigated in different angles of prism surfaces including 60˚ vs. 60˚ (symmetrical prismatic), 45˚ vs. 47˚ (upper prismatic) and 75˚ vs. 45˚ (lower prismatic). Results showed that discharge coefficient increased by increasing...parameters. Comparing the results of different angles of prisms showed that the lower prismatic weir-gate had the highest discharge coefficient among the models in different hydraulic conditions. Discharge coefficient of the symmetrical prismatic weir-gate was higher than the upper prismatic model. This could be resulted from the extreme contraction of flow passing under the gate and increasing the local losses. Linear equations were proposed with acceptable accuracy for the weir-gates. Comparison of the results with the reported results by other researchers showed that the discharge coefficient of prismatic weir-gate was higher than the other kinds of weir-gates within the tested condition.