اثر چرخش سرريز- دريچه نيم‌استوانه‌اي بر ميزان افت كارمايه‌ و ضريب بده‌

The Effect of Semi Cylindrical Weir- Gate Rotation on Energy Loss and Discharge Coefficient

يكي از سازه‌هايي كه در نهرها مي‌تواند جايگزين سرريز و دريچه شود، سازه‌ي تركيبي سرريز- دريچه مي‌باشد. سرريز- دريچه‌ي نيم‌استوانه‌اي، به‌دليل انحناي سطح سرريز، و در نتيجه‌ي آن چسبيدن تيغه‌ي جريان به بدنه‌ي سازه‌، داراي ضريب بده‌ي بيشتري نسبت به سرريز- دريچه‌ي لبه‌تيز است. در سازه‌ي سرريز- دريچه، نسبت بده‌ي عبوري از سرريز و دريچه بستگي به موقعيت سازه‌ دارد. در اين مطالعه‌، هيدروليك جريان عبوري از نمونه‌ي فيزيكي سرريز- دريچه نيم‌استوانه‌اي، كه پيرامون محوري خارج از مركز نيم استوانه‌ي چرخيده‌، بطوري كه ارتفاع بازشدگي دريچه ثابت باقي مانده‌، بررسي شده است. آزمايشها در نهري با مقطع مستطيلي و افقي به طول 5 متر، عرض 75 ميلي‌متر در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي ساري انجام گشته است. از لوله‌هاي PVC با پنج قطر 40، 50، 60، 70 و 85 ميلي‌متر جهت ساختن نمونه‌هاي فيزيكي سازه‌ي تركيبي سرريز- دريچه نيم‌استوانه‌اي بهره‌وري گرديده است. نتايج تحقيق حاضر حاكي از اين مي‌باشند كه بيشترين و كمترين ضريب بده‌ به ترتيب در زواياي 330 و 90 درجه‌، و بيشترين و كمترين ميزان افت كارمايه‌ به ترتيب در زواياي 90 و 180 درجه‌ رخ مي‌دهند. همچنين، نتايج نشان دادند كه علاوه‌بر زاويه‌ي قرارگيري انحناي نيم‌استوانه‌ نسبت به افق، قطر سازه‌ نيز بر ضريب بده‌ و ميزان افت كارمايه‌ي عبوري از سازه‌ي تركيبي نيم‌استوانه‌اي موثر مي‌باشد؛ به‌علاوه، برازشي تجربي جهت برآورد بده‌ي عبوري ارايه‌ شده است.

The combined weir- gate is a structure which may replace weir and gate in channels. The semi cylindrical weir- gate has a higher discharge coefficient in comparison with the sharp crested weir- gate because of the curvature on the weir section which the water wedge adheres momentarily. In a weir– gate structure, the rate of the passing flow discharging above the weir and through the gate depends on the structure’s position. In the present research, hydraulics of the semi cylindrical weir- gate rotating the flow around the off-center axis, so that the gate opening height remains constant were investigated. The experiments were conducted in a rectangular and horizontal flume with the length of 5 m and width of 75 mm in the Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University Hydraulics laboratory. PVC pipes with 40, 50, 60, 70 and 85 mm diameters were used as semi cylindrical structures. Experimental results illustrate that the maximum and minimum discharge coefficient were observed in the 330 and 90 degree angels, respectively. Furthermore, the maximum and minimum energy loss were observed for the 90 and 180 degree angels. Moreover, the results show that in addition to the angle of the semi cylindrical curvature toward the horizontal line, the structure diameter affected the discharge coefficient and energy loss. In addition, the best relationship for estimating the flow discharge is proposed.