بررسي آزمايشگاهي اثر هندسه سرريزهاي زيگزاكي قوسي ذوزنقه‌اي بر ضريب دبي جريان

Experimental Investigation of the Effect of the Geometry of Trapezoidal Arced Labyrinth Weirs on Flow Discharge Coefficient

مقدمه: سرريزهاي زيگزاگي سازه‌هايي هستند كه براي انتقال جريان‌هاي بزرگ در هدهاي كم، طراحي مي‌شوند. به عبارت ديگر، سرريزهاي زيگزاكي نوع خاصي از سرريز غيرخطي بوده كه به‌عنوان يك گزينه اقتصادي و فني جهت كنترل جريان مورد استفاده قرار مي‌گيرند. كاربري آنها زماني است كه افزايش ظرفيت سرريز از طريق افزايش عرض سرريز به‌دليل شرايط توپوگرافي ميسر نمي‌باشد روش­: اين نوع سرريزها ظرفيت تخليه دبي بسيار بالايي دارند. با توجه به افزايش طول موثر و به دنبال آن افزايش راندمان تخليه در اين گونه سرريزها مي­توان از آن­ها در سرريز سدها و يا سازه­هاي تنظيم آب استفاده نمود. با توجه به اينكه تاكنون در خصوص بررسي ضريب دبي سرريز در حالت پلان قوسي مطالعات جامعي انجام نشده است لذا در اين تحقيق مطالعاتي بر روي سرريزهاي كنگره اي قوسي ذوزنقه‌اي با شعاع قوس و طول سيكل متفاوت انجام شد. آزمايشات متعددي با استفاده از روش مدل‌سازي فيزيكي جهت بررسي تاثير نسبت عرض دماغه سيكل‌هاي كناري سرريز به عرض دماغه سيكل مياني (w2/w1) نسبت شعاع قوس به عرض سيكل مياني (R/w1) و نسبت طول سيكل سرريز به عرض سيكل مياني (B/w1) بر ضريب دبي سرريز، انجام گرديد. يافته­ ها و نتيجه‌گيري: اين آزمايشات نشان دادند با كاهش نسبت عرض دماغه سيكل‌هاي سرريز (w2/w1)، ضريب دبي روند افزايشي تا 33 % از خود نشان مي‌دهد.

Introduction: Labyrinth weirs are structures that are designed to transfer large currents at low heads. In other words, labyrinth weirs are a special type of nonlinear weirs, which are used as an economic and technical option for controlling the flow. They are usually used when the weir capacity cannot be enhanced by increasing the weir width due to topographic conditions. Methods: The laboratory studies of this research were conducted on a flume in the hydraulic laboratory of Khuzestan Water and Electricity Organization, Iran. The weir laboratory models in this study were installed in a rectangular flume (length: 12 m; width: 0.6 m; height: 0.6 m). Due to the lack of comprehensive studies on examining the weir discharge coefficient in an arched plan mode, we conducted some studies on trapezoidal arc congressional weirs with different arc radii and cycle lengths. We also performed several experiments using physical modeling to evaluate the effect of the ratio of the nose width of the weir side cycles to the nose width of the middle cycle (w2/w1), the ratio of the radius of the arc to the width of the middle cycle (R/w1), and the ratio of weir cycle length to the middle cycle width (B/w1) on the weir discharge coefficient. Discussion and Conclusion: Revealed by these experiments, the discharge coefficient shows an incremental trend of up to 33% by reducing the ratio of the nose width of the weir cycles (w2/w1).