اثر پره های هادی مستغرق بر عملکرد سرریزهای چند وجهی مثلثی

سرریزها سازه های هیدرولیکی هستند که برای عبور سیلاب، تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان به طور گسترده در سیستم های انتقال آب و کانال های آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از راه های بسیار موثر و اقتصادی به منظور افزایش طول موثر تاج، استفاده از سرریزهای چند وجهی می باشد. در این سرریزها، محور که به صورت خط شکسته است سبب می شود که طول تاج آن، در مقایسه با تاج مستقیم بیشتر باشد. سرریزهای چند وجهی مثلثی دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری نسبت به سایر سرریزهای چند وجهی می باشند. محققین دریافتند که جهت جریان از روی این سرریزها بر خلاف سرریزهای خطی عمود بر لبه تاج نیست و تحت زاویه مایلی از روی تاج عبور می کند که باعث کاهش عملکرد هیدرولیکی به خصوص در دبی های بالا می شود. هدف از انجام این تحقیق ارائه راه حلی برای بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریز چند وجهی مثلثی می باشد. به این منظور پره های هادی مستغرق به عنوان ابزاری جهت بهبود عملکرد هیدرولیکی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد استفاده قرار گرفتند. پره ها با سه عرض یک، 2 و3 سانتی متر و به تعداد یک تا 6 عدد و با آرایش های مختلف در سه محور یک چهارم ابتدایی، میانی و یک چهارم نزدیک رأس در بالادست سرریز چند وجهی مثلثی قرار گرفتند. سرریز مورد نظر دارای زاویه وجه 45 درجه می باشد. با مدل سازی آزمایشگاهی جریان و در شرایط جریان آزاد به بررسی ضریب دبی عبوری از این مدلها پرداخته شد. نتایج نشان داد استقرار پره یک سانتیمتری در محور یک چهارم ابتدایی دارای عملکرد بهتری نسبت به پره 2 و 3 سانتیمتری می باشد. وقتی پره ها عریضتر می شوند، وجود همزمان دو پره در محور یک چهارم ابتدایی و به طور مشابه محور میانی، باعث کاهش ضریب دبی نسبت به وجود یک پره در آن محور می شود. در صورتی که برای عرض پره کمتر مدلهای با دو پره متقارن در این محورها دارای عملکرد بهتری می باشند. بیـشترین درصـد افزایش ضـریب دبی در بالاترین دبی اتفاق می افتد. بنابراین کاربرد پره های هادی مستغرق در دبی بالا تأثیرگذار می باشد و این نتیجه با نظر محققین پیشین مطابقت دارد. ثانیاً از بین مدل های موجود صرفنظر از عرض پره، مدل با حضور یک پره در محور میانی و مدل با یک پره در محور ابتدا به همراه یک پره در محور یک چهارم نزدیک رأس با 34/18 درصد افزایش ضریب دبی به عنوان بهترین مدلها شناخته شدند. با برداشت نیمرخهای سطح آب مشخص شد که عمق آب بالادست در مدلهای مربوط به گروه پره 3 سانتیمتری مقدار بیشتری نسبت به دو گروه دیگر و در برخی حالات نسبت به سرریز ساده دارد. نتایج مربوط به نیمرخهای عرضی نشان داد که حضور پره هادی مستغرق در بالادست سرریز باعث نوسانات بیشتر سطح آب در عرض می شود. در نهایت رابطه ای بهینه برای محاسبه ضریب دبی در سرریز چند وجهی مثلثی مورد آزمایش در شرایط حضور پره های هادی مستغرق توسط نرم افزار spss ارائه گردید.