مطالعه آزمایشگاهی و عددی مشخصات هیدرولیکی جریان عبوری از سرریز لبه تیز در اثر بالا آمدگی بستر بالادست

نویسندگان

چکیده مقاله:

چکیده سابقه و هدف: سرریزهای لبه تیز یکی از سازه‌های اندازه‌گیری، انحراف و کنترل سطح آب در پروژه‌های هیدرولیکی، آبی و زیست محیطی هستند. بنابراین بررسی ویژگی و خصوصیات آنها از جمله خصوصیات هیدرولیکی از مباحث مهم در طراحی این سازه‌ها می‌باشد. تاکنون مطالعات متنوع و زیادی در خصوص سرریزهای لبه تیز صورت پذیرفته است. در خصوص تاثیر ناهمترازی طرفین رقوم بستر روی خصوصیات هیدرولیکی سرریزها، مطالعات محدودی انجام شده است. در سرریزهای لبه‌تیز نیز همچون سایر سرریزها ناهمترازی طرفین (نظیر آبشار تنطیم کننده ) باعث تغییر در خصوصیات هیدرولیکی شده که باید مورد مطالعه قرار گیرند. مواد و روش‌ها: آزمایش‌های تحقیق صورت گرفته در آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری (وزارت جهاد کشاورزی) انجام گردید. آزمایش‌ها در فلوم به طول 14 متر، عرض 60 سانتی‌متر و ارتفاع 50 سانتی-متر انجام شد. سرریز لبه تیز دارای جنس پلکسی گلاس به ضخامت 6 میلیمتر، لبه تیز به ضخامت 2 میلیمتر ، ارتفاع 20 ‌سانتی‌متر و طول 60 سانتی‌متر بود. با مصالح مناسب رقوم بستر بالادست سرریز در سه مرحله تا ارتفاع 5، 10 و 15 سانتیمتر بالا آورده شد و در هر مرحله مقادیر رقوم تاج سرریز و سطح آب در بالادست و پایین‌دست در دبی-های مختلف برداشت و مشخصات هیدرولیکی بدست آمد. در ادامه برای تعمیم نتایج از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD ) استفاده شد یافته‌ها:. نتایج تطابق خوبی بین مقادیر آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی نشان داد. روند تغییرات ضریب آبگذری از دو روش یکسان بود. حداکثر اختلاف در مقادیر H بدست آمده در دبی‌های برابر از دو روش فوق 11% بود که قابل قبول می‌باشد. مشاهده شد که با افزایش رقوم بستر بالادست عمق جریان بالادست کاهش، سرعت و عدد فرود جریان افزایش خواهد یافت اما در نسبتهای بالاآمدگی بستر بالادست کمتر از 75/0 (Z/P0. 5) را با اندکی اغماض می‌توان برای تمامی موارد مقدار متوسط 73/0 را در نظر گرفت. با افزایش دبی در نسبتهای مختلف از بالاآمدگی بستر بالادست اعداد فرود همگرا می‌شوند. در حالت خاصی که بستر بالادست هم تراز تاج باشد (دراپ عمودی یا Z/P=1) مقدار ضریب آبگذری برابر مقدار ثابت 6/0 خواهد بود که کمترین ضریب از بین حالتهای بررسی شده می‌باشد که با ضریب آبگذری سرریزهای لبه پهن مطابقت دارد و بنابراین در این حالت رقوم سطح آب نسبت به حالت‌های دیگر در دبی‌های یکسان افزایش خواهد یافت که با افزایش دبی این اختلاف‌ها بیشتر خواهد بود. در این حالت عدد فرود نیز برابر مقدار ثابت F_r=0.94C_d خواهد بود. نتیجه‌گیری: به طور خلاصه میتوان چنین نتیجه گرفت با افزایش رقوم بستر بالادست عدد فرود افزایش خواهد یافت و در نتیجه تیغه ریزشی افقی‌تر می‌شود. در محدوده H/P≥0.5، به استثنای زمانی که Z/P به سمت یک میل می‌کند، در بقیه موارد افزایش رقوم بستر بالادست و همچنین افزایش H/P تاثیر قابل ملاحظه‌ای روی ضریب دبی ندارند. در دامنه Z/P واژه‌های کلیدی: دراپ عمودی، سرریز لبه تیز ، ضریب آبگذری، عدد فرود، آبشار تنظیم کننده

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی عددی اثر عدد فرود بالادست بر الگو و مشخصات جریان در امتداد سرریز جانبی لبه تیز مستطیلی

سرریزهای جانبی دارای کاربرد گسترده ای در مهندسی هیدرولیک هستند، که به علت حساسیت موضوع نیاز به طراحی و بررسی دقیق دارند. در مقاله ی حاضر جریان عبوری از سرریز جانبی مستطیلی لبه تیز در کانال باز مستطیلی با استفاده از نرم افزار flow-3d و بکارگیری مدل آشفتگیrng k- و روش vof شبیه سازی شده است. در تحقیق حاضر پس از صحت سنجی نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی، به بررسی اثرات عدد فرود بالادست بر الگو...

متن کامل

بررسی تاثیر رقوم بستر بالادست و پایین‌دست روی ضریب آبگذری سرریز نوک اردکی لبه تیز

سرریزهای لبه تیز یکی از سازه‌­های اندازه­‌گیری، انحراف و کنترل سطح آب در پروژه­‌های هیدرولیکی، آبی و زیست­‌محیطی هستند. ضریب آبگذری این سرریزها نیز چون سایر سرریزها تابعی از H/P (H ارتفاع آب روی سرریز و P ارتفاع سرریز) می­‌باشد. در شرایطی که نیاز به عبور جریان بیشتر با یک ارتفاع مشخص از روی سرریز وجود دارد با تغییر شکل پلان سرریز، طول آن افزایش داده می‌­شود. یکی از این سرریزها، سرریز نوک اردکی ...

متن کامل

مطالعه جریان همزمان از زیر یک دریچه‌ کشویی و روی یک سرریز لبه تیز ذوزنقه‌ای

The combined system of gate and weir is used for flow measurement in open channels. But in case the passing water has floating material and sediment it damages their performance and hence error of measurement will increase. In order to solve this problem, weir and gate can be combined and a concentrated hydraulic system known as weir-gate can be developed, thus allowing sediments transportation...

متن کامل

بررسی عددی اثر همگرایی دیواره‌های سرریز روی مشخصات هیدرولیکی جریان در سرریز سد و احتمال وقوع پدیده ی کاویتاسیون

سابقه و هدف: سرریزها از مهمترین و حساسترین بخش ها در سازه سدها به شمار می آیند که وظیفه تخلیه دریاچه سد در مواقع اضطراری و سیلابی را بر عهده دارند. با وجود این که مطالعات زیادی برای شناخت مشخصات جریان بر روی سرریزها انجام شده است، اما اطلاعات اندکی در مورد تاثیر همگرایی دیواره های سرریز برروی مشخصه های هیدرولیکی جریان فوق بحرانی پاییندست تنداب و پتانسیل وقوع کاویتاسیون موجود است. برای کاهش هزین...

متن کامل

بررسی عددی جریان در سرریز لبه تیز مستطیلی زاویه دار

سرریزها از جمله سازه¬های هیدرولیکی مهم جهت کنترل جریان و تنظیم سطح آب می¬باشند که باعث افزایش ارتفاع سطح آب و در نتیجه تأمین ارتفاع آب مورد نیاز برای منحرف کردن دبی مورد نظر به کانال¬های جانبی می¬شوند. دیگر وظیفه اصلی این سازه¬ها اندازه¬گیری دبی عبوری از روی آن¬هاست. سرریزهای زاویه دار طراحی ساده¬ای دارند و طول موثر بیشتری نسبت به سرریزهای لبه تیز معمول دارند، به این ترتیب می¬توانند دبی بیشتری ...

15 صفحه اول

حل عددی پروفیل سطح آب و دبی عبوری از سرریز جانبی لبه تیز ترکیبی

سرریزها، سازه های هیدرولیکی مهمی هستند که به منظور کنترل سطح آب و اندازه-گیری شدت جریان در کانال ها مورد استفاده قرار می گیرند. دقت اندازه گیری دبی در شرایط مختلف جریان سبب، طراحی اشکال مختلف مقطع عرضی سرریزها گردیده-است. با توجه به کاربرد وسیع سرریزهای جانبی، این نوع سرریزها باید دارای خصوصیاتی باشند تا بتوان از آن به خوبی در شبکه های انتقال آب استفاده کرد. از جمله این خصوصیات می توان به انداز...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 24  شماره 1

صفحات  265- 278

تاریخ انتشار 2017-03-21

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023