هیدرولیک سرریزهای کلید پیانویی تیپ -A با تاج جانبی زیگزاگی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 1، دوره 33، شماره 1 - شماره پیاپی 29، 1399، صفحه 1-16   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v1i33.71041

نویسندگان

سبحان مرادی¹؛ حامد شهسواری¹؛ عاطفه ارفع²؛ کاظم اسماعیلی^{* 3}

¹گروه مهندسی آب، سازه‎های آبی، دانشگاه فردوسی مشهد.

²گروه مهندسی آب، سازه‌های آبی، دانشگاه تربیت مدرس تهران

³دانشکدۀ کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشیار دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

مطابق پیشینۀ پژوهش انجام شده، افزایش سرعت نزدیک­شونده به‌عنوان مهم‌ترین عامل کاهندۀ ظرفیت تخلیه در سرریزهای کلید پیانویی گزارش شده است. در پژوهش حاضر؛ ابتدا با اعمال هد آبی متغیر به بررسی تغییرات ضریب دبی در سرریز کلید پیانویی استاندارد (تیپ A) پرداخته شد، آنگاه با ارائه طرح نوینی از فرم زیگزاگی در پروفیل تاج جانبی، پارامترهای هیدرولیک جریان در بالادست سرریز به‌وسیله سرعت­سنج ADV اندازه­گیری و با انجام تحلیل ابعادی به روش باکینگهام مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد، با زیگزاگی شدن پروفیل تاج جانبی سرریزهای کلید پیانویی، بیشینه ضریب دبی در نسبت  H/P کمتر اما با مقدار عددی بیشتری رخ می­دهد، به‌طوری‌که متوسط مقدار ضریب دبی با افزایش 10 درصدی همراه است. با افزایش 22 و 16 درصدی به ترتیب برای سرعت­های عرضی و روبه بالا جریان در محدودۀ تراز ارتفاع تاج، سبب تقویت جریان­های ثانویه در بالادست سرریز می­شود. ازاین‌رو با مشارکت طول مؤثر بیشتری از تاج جانبی، موجب افزایش انحراف و مکش جریان به طرف کلیدهای خروجی نسبت به تاج استاندارد، می‌شود. لذا؛ با افزایش اتلاف انرژی (افزایش افت تراز آب در محدودۀ B))، کاهش 11 درصدی در مقادیر مؤلفۀ سرعت نزدیک­شونده در کلیدهای ورودی رخ داده است. همچنین، مقادیر ‌شدّت آشفتگی Tv با زیگزاگی شدن پروفیل تاج جانبی، به‌طور متوسط 15 درصد بیشتر از فرم استاندارد سرریز کلید پیانویی به‌دست‌آمده است. درنهایت گفتنی است که فرم تاج پیشنهادی، سبب افزایش حد استغراق موضعی شده و راندمان انتقال دبی تخلیه در کلیدهای خروجی سرریزهای کلید پیانویی تیپ A را بهبود بخشیده است.

کلیدواژه‌ها

سرریز کلید پیانویی؛ جریان مستغرق؛ تاج کنگره ای؛ ضریب دبی؛ سرعت جریان

مراجع