بررسي آزمايشگاهي موقعيت سازه سرريز- دريچه استوانه‌اي در راستاي عمود بر جريان بر روي ضريب دبي جريان

Experimental investigation on cylindrical weir- gate location in perpendicular orientation to flow direction on discharge coefficient

يكي از انواع مدل‌هاي سازه تركيبي، سرريز- دريچه استوانه‌اي است كه داراي ويژگي‌هايي ازجمله هزينه كم، طراحي آسان، راحتي ساخت و ضريب دبي بالا است. در اين مطالعه به بررسي آزمايشگاهي موقعيت قرارگيري سازه استوانه‌اي در راستاي عمود بر جريان بر روي ضريب دبي عبوري از سازه پرداخته شده است. آزمايش‌ها در فلومي به طول 5/7 متر و عرض 40 سانتي‌متر و با استفاده از مدل‌هاي استوانه‌اي از جنس لوله پلاستيكي با قطرهاي 50، 75، 110 و 125 ميلي‌متر انجام شده است. طراحي آزمايش‌ها با ميزان بازشدگي‌هاي مختلف از صفر تا 60 ميلي‌متر (رسيدن به دريچه استوانه‌اي با توجه به قطر و دبي موجود) انجام شده است. نتايج نشان داد كه بيشترين و كمترين ضريب دبي به‌ترتيب در سازه‌هاي سرريز استوانه‌اي و دريچه استوانه‌اي مشاهده شده است. همچنين با تبديل سازه از سرريز- دريچه استوانه‌اي به دريچه استوانه‌اي كاهش سريعي در مقادير پارامترهاي بدون‌بعد نسبت عمق آب بالادست به قطر سازه ( ) و نسبت تفاضل عمق آب بالادست و پايين‌دست به قطر سازه ( ) حاصل شده است، كه اين روند ناشي از كاهش ميزان پس‌زدگي آب و كاهش چشمگير است. همچنين افزايش قطر سازه موجب كاهش ضريب دبي شده كه در اين رابطه برازش‌هاي تجربي براي به كميت درآوردن رفتار ضريب دبي ارايه شده است.

Cylindrical weirs- gates are one of the combined structure types which have advantages such as low cost, simple design, easy construction and the high discharge coefficient. In this study, the cylindrical weir- gate location in perpendicular orientation to flow direction on discharge coefficient have been investigated experimentally. The experiments were conducted in a flume with the length of 7.5 m and width of 40 cm, using the cylindrical models were made up of plastic pipes with diameters of 50, 75, 110 and 125 mm. Experiments were conducted with different gate opening heights from 0 to 60 mm (reaching to the cylindrical gate by considering the available diameter and discharge). The results show that the maximum and the minimum discharge coefficient has been observed in the cylindrical weir and cylindrical gate, respectively. Moreover, by substituting the cylindrical weir- gate with cylindrical gate, the curves depicted amount of against the ratio of upstream flow depth to the cylinder diameter ( ) and the ratio of difference between upstream and downstream flow depth to the cylinder diameter ( ) has reduced suddenly, which this progress was due to decreasing the amount of backwater and remarkable decreasing in upstream depth. Furthermore, increasing in amount of cylindrical structure diameter leads to decrease in discharge coefficient. The best correlated relations for quantifying the behavior of discharge coefficient , were proposed.