پديد آورندگان :
ولي زادگان، ابراهيم دانشگاه آزاد اسلامي واحد خوي - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب، خوي، ايران , عباسي، سميه سازمان جهاد كشاورزي و منابع طبيعي استان آذربايجان غربي - ذستاد احياي درياچه اروميه، اروميه، ايران
كليدواژه :
جريان آزاد , جريان مستغرق , فلوم منشوري , كانالهاي آبياري
چكيده فارسي :
يكي از روشهاي مرسوم و ساده براي اندازه‌گيري جريان در كانالها، استفاده از فلومها مي‌باشد. در فلومها با اندازه‌گيري عمق جريان در نقاط مشخص مقطع كنترل مي‌توان دبي جريان را بدست آورد. در اين تحقيق پس از بررسي روابط پيشنهادي محاسبه دبي جريان، امكان ايجاد مقطع كنترل با نصب پايه‌هاي منشوري در محور مركزي كف كانال ذوزنقه‌اي و اندازه‌گيري دبي جريان، مطالعه شد. بررسي‌هاي آزمايشگاهي بر اساس 384 آزمايش روي چهار پايه منشوري در چهار شيب جانبي متفاوت صورت گرفت و با استفاده از آناليز ابعادي، براي هر شيب جانبي معين، در شرايط جريان‌هاي آزاد و مستغرق رابطه تعيين دبي جريان بدست آمد. براي تعيين دقت روابط و نمودارهاي بدست آمده، از پارامترهاي آماري حداكثر خطا (ME)، ريشه دوم ميانگين مربعات خطا (RMSE) و متوسط قدر مطلق خطاي نسبي(MARE) استفاده شد. حداكثر مقدار براي متوسط قدر مطلق خطاي نسبي در برآورد دبي جريان با استفاده از رابطه مختص يك شيب جانبي معين، معادل 3/6 و 12 درصد به ترتيب در شرايط جريان آزاد و مستغرق بدست آمد. متوسط قدر مطلق خطاي نسبي بر اساس رابطه بدست آمده براي شيب‌هاي جانبي مختلف در شرايط جريان آزاد و مستغرق به ترتيب 3/8 و 2/10 درصد و بر اساس رابطه پيشنهادي تعيين دبي كه هم براي شرايط جريان آزاد و هم براي شرايط جريان مستغرق بدست آمده، 19 درصد است. بر اساس نتايج حاصله، استفاده از اين روش اندازه‌گيري جريان در كانالهاي ذوزنقه‌اي در شرايط جريان آزاد مناسب و در جريان مستغرق با پذيرش خطاي حداكثر 12 درصدي قابل استفاده است.
چكيده لاتين :
Introduction
Flumes are one of the simple tools for measuring flow rate in canals that the flow rate can be calculate only by measuring the flow depth at specific points of control section of them. Blanger (1849) and Bazin (1896) were the first to conduct experimental and theoretical studying on flumes. Since then, many research was done about hydraulic characteristics of different flumes by researchers such as Parshl (1900), Robinson (1968), Samani and Magalanez (1992, 1993), Proginelly and Bonacci (1997), Prabhat (1998), Samani and Magalanez (2000), Bdar and Gare (2014), Davis and Samani (2016) and Mohammadi and Vatankhah (2020). Many of mentioned researchers have done their research on rectangular channels. In this research, possibility of the creating control section by installing a prismatic pier on the central axis of floor in trapezoidal canal and flow measurement in free and submerged flow condition was investigated.
Methodology
To achieve discharge equations, many experiments were performed in free and submerged flow condition in a trapezoidal laboratory canal with length of 6 m, width of 46 cm, height of 70 cm and with adjustable side slope. Four prismatic piers with head angle of 90◦, width of 42, 40, 38 and 36 cm were tested. The height of each pier was considered equal to its width. The experiments were performed on 4 side slopes.
Based on dimensional analysis, the following dimensionless equation was considered as basis of experiments for both free and submerged flow condition.
(1)
where Q is discharge, g is gravity acceleration, y1 is flow depth upstream of prismatic pier and Bc is calculated from the following equation.
(2)
where z is side slope of canal, B is width of canal and b is width of prismatic pier.
On the base of 96 experiment in free flow condition (in a certain side slope, 6 experiment for a pier) and 288 experiment in submerged flow condition (in a certain side slope, 18 experiment for a pier with different submergence ratios) discharge equations for both free and submergence flow condition were obtained separately.
Results and discussion
On the base of performed experiments , variation of dimensionless parameters Q/(gBc5)0.5 versus y1/Bc corresponding to all 4 side slopes is presented in figure 1 and equations 3 and 4 in free and submerged flow condition respectively.
