بررسي آزمايشگاهي ضريب دبي سرريزهاي جانبي كنگره اي ذوزنقه اي

Experimental Study of Discharge Coefficient of Trapezoidal Labyrinth Side-Weirs

سرريز جانبي به عنوان سازه تنظيم آب براي كنترل دبي و سطح آب در رودخانه ها و كانال ها مورد استفاده قرار مي گيرد. سرريز جانبي كنگره اي نوعي سرريز است كه لبه آن در جانمايي مستقيم و صاف نمي باشد. درصورتي كه طول بازشدگي محدود باشد، با افزايش طول موثر توسط اين سرريزها مي توان آب بيشتري به بيرون از كانال منحرف كرد. به منظور بررسي عملكرد سرريز و برآورد جريان عبوري از روي آن نياز به تعيين ضريب دبي مي باشد. در اين تحقيق، رفتار هيدروليكي سرريز جانبي كنگره اي با جانمايي ذوزنقه اي در حالت تك سيكل به صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. عدد فرود بالادست سرريز جانبي در هر آزمايش تغيير داده شد و تاثير طول بازشدگي، ارتفاع و زواياي جانبي بر ضريب دبي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايش هاي انجام شده براي يافتن اثر پارامترهاي بي بعد طولي، ارتفاعي و زواياي راس مختلف روي ضريب دبي در جريان زير بحراني تحليل شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه ضريب دبي سرريز جانبي كنگره اي ذوزنقه اي در مقايسه با سرريزهاي جانبي معمولي حدودا 30-15 درصد افزايش داشته است. همچنين ضريب دبي با افزايش عدد فرود و زاويه جانبي سرريز كاهش و با افزايش طول بازشدگي و ارتفاع سرريز افزايش مي يابد. در محدوده آزمايش هاي انجام شده زاويه 30 درجه بيشترين ضريب دبي را بدست مي دهد كه 5/1 برابر زواياي ديگر مي باشد.

Side weir is used as a regulator structure to control discharge and water level in rivers and channels. A labyrinth side weir is a kind of weirs which does not have a direct and smooth edge in the plan view. When the opening length is limited, these side weirs can divert more water out of the channel by increasing the effective length. To evaluate performance of the side weir and estimate the rate of flow passing through it, the discharge coefficient should be determined. In this research, hydraulic behavior of a labyrinth side weir with a trapezoidal plan in the single-cycle has been studied experimentally. Upstream Froude number of the side weir was modified in each test and the effects of opening length, height and side angels on the discharge coefficient were investigated. The results of the tests were analyzed to find out the effect of defined dimensionless parameters such as length, height and angle on the discharge coefficient in subcritical flow. The results obtained showed that in comparison with the normal side weirs the discharge coefficient of the trapezoidal labyrinth side weir increased about 15-30 percent. Also, the discharge coefficient decreased with increasing the Froude number and side angles and increased with increasing the opening length and height of the weir. In the range of experiments, the angle of 30 degrees gives the highest discharge coefficient that is approximately 1.5 times the other angles.