بررسی آزمایشگاهی آبشستگی پایین‌دست سرریز کلید پیانویی

نویسندگان

  • سعید گوهری دانشگاه بوعلی سینا – دانشکده کشاورزی– گروه مهندسی آب
  • فریبا احمدی دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته سازه های آبی دانشگاه بوعلی سینا همدان
چکیده

چکیده سابقه و هدف: ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ سازه های ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ساده و ﭘﺮﻛﺎرﺑﺮد در انتقال آب و ﺳﻴﺴﺘﻢﻫﺎی آﺑﻴﺎری و زهکشی ﻫﺴﺘﻨﺪ. در ﺳﺪﻫﺎ ﺑﺮای ﻋﺒﻮر آب اﺿﺎﻓﻲ ﻧﺎﺷﻲ از ﺳﻴﻼب و ﻛﻨﺘﺮل ﺳﻄﺢ آب ﻣﺨﺰن و همچنین در ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎی آﺑﻴﺎری و زﻫﻜﺸﻲ ﺟﻬﺖ ﺗﻨﻈﻴﻢ ﺳﻄﺢ آب و اﻧﺪازه‌گیری دبی جریان اﺳﺘﻔﺎده می‌شوند. سرریزهای کلید پیانویی شکل جدیدی از سرریزهای با تاج طولانی هستند که ﺳﺎﺧﺘﺎری ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﺎده، ﺳﺎزه‌ای اﻗﺘﺼﺎدی با راندمان بالا می باشند. ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻣﺰﻳﺖﻫﺎی اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰ ﻟﺰوم ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و ﺗﺤﻘﻴﻖ روی آبشستگی پایین‌دست اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰ اﺣﺴﺎس ﻣﻲﺷﻮد. آبشستگی در مجاورت سازه می‌تواند تاثیر مستقیمی بر پایداری سازه داشته باشد. به همین دلیل، پیش‌بینی شکل و ابعاد حفره آبشستگی در پایین‌دست این سازه‌ها مورد توجه محققین بوده است. در این تحقیق آبشستگی پایین‌دست سرریز کلید پیانویی مورد مطالعه قرارگرفته است. مواد و روش‌ها: برای مطالعه آبشستگی در پایین دست سرریزهای کلید پیانویی، از دو مدل فیزیکی با 5 و 9 کلید از این نوع سرریز برای انجام آزمایش‌هایی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف استفاده شده است. آزمایش‌ها در فلومی به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 50 سانتی‌متر انجام شده است. همچنین برای مقایسه میزان آبشستگی در سرریزهای کلید پیانویی نسبت به سرریزهای خطی، آبشستگی پایین‌دست یک مدل سرریز لبه‌تیز با ارتفاع سانتی‌متر20 و عرض 50 سانتی‌متر به ازای شرایط هیدرولیکی متناظر با سرریزهای کلید پیانویی نیز مطالعه شده است. بعد از برقراری تعادل، میزان آبشستگی در پایین دست این سرریزها مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده ار عمق سنج نقطه ای با دقت یک میلیمتر که در بالای کانال نصب شده، ابعاد چاله فرسایشی اندازه گیری شده است. بررسی تاثیر عدد فرود ذره بر روی میزان حداکثر عمق آبشستگی و محل وقوع آن مورد مطالعه قرار گرفته است. یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که در سرریزهای کلید پیانویی با افزایش طول موثر سرریز، عمق آب روی سرریز کاهش یافته و با کاهش سرعت برخورد جریان با بستر پایین دست سرریز مقدار عمق آبشستگی نیز کاهش می یابد. پروفیل آبشستگی در عرض کانال متغیر و به صورت سه‌بعدی می‌باشد. نرخ افزایش عمق حفره وابسته به تعداد کلیدهای سرریز نیز می‌باشد، یعنی به ازای یک عدد فرود ثابت و عمق پایاب ثابت، با افزایش تعداد کلیدهای سرریز، حداکثر عمق حفره و محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی و حداکثر گسترش طول حفره آبشستگی نیز افزایش می‌یابد. همچنین عمق آبشستگی در سرریزهای کلید پیانویی کمتر از سرریزهای معمولی خطی می‌باشد. این کاهش مقدار آبشستگی در پایین‌دست این سرریزها حتی در عمق‌های پایاب کم نیز مشاهده شده است. کاهش عمق پایاب موجب افزایش حداکثر عمق آبشستگی و دور شدن محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی از انتهای کف‌بند می‌شود. پروفیل حفره آبشستگی در سرریز کلید پیانویی تقریبا مشابه سرریزهای خطی می‌باشد و تنها تفاوت آن در ارتفاع تلماسه ایجاد شده در پایین‌دست حفره می‌باشد. ارتفاع تلماسه ایجاد شده در سرریز کلید پیانویی حتی در عمق‌های پایاب زیاد کمتر از سرریز لبه‌تیز است و همچنین با افزایش عدد فرود ذره، پارامترهای حداکثر عمق آبشستگی و طول محل وقوع آن افزایش می‌یابند. نتیجه گیری: در سرریز های کلید پیانویی کاهش عمق پایاب موجب افزایش حداکثر عمق آبشستگی و دور شدن محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی از انتهای کف‌بند می‌شود. با افزایش عدد فرود ذره، مقدار حداکثر عمق آبشستگی، محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی و حداکثر گسترش طول حفره آبشستگی، افزایش می‌یابند. نرخ افزایش عمق حفره وابسته به تعداد کلیدهای سرریز نیز می‌باشد، و در یک عدد فرود و عمق پایاب ثابت، با افزایش تعداد کلیدهای سرریز، حداکثر عمق حفره و محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش می‌یابد. واژه‌های کلیدی: سرریز کلید پیانویی، چاله آبشستگی، مطالعه آزمایشگاهی، عمق آب، عدد فرود

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دسترسی به متن کامل این مقاله و 10 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی سرریز جانبی کلید پیانویی ذوزنقه‌ای

سرریز، یک سازه هیدرولیکی است که برای عبور آب‌های اضافی و سیلاب‌ها از بالادست به پایین‌دست سدها استفاده می‌شود. سرریزهای جانبی از انواع سازه‌های هیدرولیکی هستند که با اهداف مختلف در دستگاه‌های انتقال آب احداث می‌شوند. سرریز جانبی با ارتفاعی کمتر از ارتفاع دیواره کانال احداث‌شده و هنگامی‌که سطح آب بالا می‌آید سرریز جانبی باعث تنظیم دبی و کنترل سطح آب در کانال اصلی می‌گردد. این تحقیق طی یک بررسی آ...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی سرریز کلید پیانویی جانبی با کلید‌های مورب

سرریز جانبی کاربردهای زیادی در توزیع و تنظیم آب در کانال های آبیاری و انتقال سیلاب دارد. در یک عرض بازشدگی ثابت، تاج سرریز را به شکل های مختلف از جمله کنگره‌ای یا کلید پیانویی می‌توان طراحی کرد تا طول توسعه یافته تاج و در نتیجه ضریب دبی سرریز جانبی افزایش یابد. روش دیگر برای افزایش راندمان سرریز جانبی طراحی آن به صورت مورب است تا تاج سرریز تقریبا با جریان منحرف شده از کانال اصلی همراستا شود. تر...

متن کامل

مطالعه آزمایشگاهی سرریز کلید پیانویی با تغییر نسبت عرض کلیدها

سرریز کلید ‌پیانویی سازه‌ای است که سطح و دبی جریان را تنظیم می­کند و قابلیت استقرار در مخازن سد‌ها و کانال‌ها را داراست. ویژگی اصلی این سرریز توانایی عبور دادن دبی زیاد به­ازای بار آبی اندک است. این نوع سرریز با توجه به خصوصیات هندسی، در چهار نوع A، B، C و D طبقه بندی می­شود. در پژوهش حاضر برای بررسی تأثیر عرض کلید‌های ورودی و خروجی بر مشخصه­های هیدرولیکی جریان، 16 مدل فیزیکی از سرریزها...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی تأثیر موقعیت دیواره سپری بر عملکرد سرریز زیگزاگی و کلید پیانویی با مقطع ذوزنقه‌ای

سرریزهای غیر خطی در بارهای آبی کم، ظرفیت تخلیه نسبتاً بالایی داشته و در بارهای آبی زیاد به دلیل استغراق در کلید خروجی سرریز، راندمان آن­ها کاهش می­یابد. سرریزهای زیگزاگی از جمله سازه­های هیدرولیکی است که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها استفاده می­شوند. عملکرد سرریزهای زیگزاگی در بارهای زیاد جریان، به دلیل  تداخل تیغه­های جریان، تلاطم و استغراق در کلید خروجی، مطلوب نمی­باشد؛ از این ...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی و خطوط جریان در سرریز جانبی کلید پیانویی ذوزنقه‌ای

مهمترین کاربرد سرریزهای جانبی، کنترل و انحراف سیلاب و محافظت سازه مربوطه در مخازن سدها و رودخانه‌ها است. این تحقیق طی یک بررسی آزمایشگاهی در کانالی به طول 10 متر، عرض 6/0 متر، ارتفاع 6/0 متر و 16 مدل سرریز ذوزنقه‌ای کلید پیانویی تیپ A  با سه‌پایه متفاوت 10، 15 و 20 سانتی‌متر انجام‌شده است. سرریزهای مذکور در دو حالت قرارگیری در دیواره کانال اصلی قرارگرفته‌اند. نتایج نشان داد که بیشترین میزان ضری...

متن کامل

بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان سرریز کلید پیانویی در ترکیب‌های مختلف دیواره سپری

     سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها می‌باشند که برای بهبود ظرفیت تخلیه سدها طراحی می‌شوند. به طور کلی در  سرریزهای کلید پیانویی، افزایش بار آبی بالادست، باعث کاهش ظرفیت تخلیه سرریز می­شود. لذا در پژوهش حاضر اثر دیواره‌های سپری بدون شیب به صورت مقطعی روی تاج سرریز و همچنین دیواره­های سپری شیبدار با طول­های مختلف  B×(1، 75/0، 5/0، 25/0)، بر روی تاج­جانبی سرریز و نیز بررسی تأثیر ارتفاع...

متن کامل

ذخیره در منابع من

ذخیره در منابع من ذخیره شده در منابع من

{@ msg_add @}

  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی راحت تر خواهید کرد

دانلود متن کامل

برای دسترسی به متن کامل این مقاله و 10 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید


عنوان ژورنال:

دوره 26  شماره 1

صفحات  91- 109

تاریخ انتشار 2019-04-21

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

copyright © 2015-2021