بررسی پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی جریان درسرریزهای لبه تیزمرکب قوس دایره ای- مستطیلی

آب و خاک

مقاله 5، دوره 29، شماره 4، آبان 1394، صفحه 861-873   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.25691

نویسندگان

سید نصراله موسوی^{* 1}؛ داوود فرسادی زاده²؛ هادی ارونقی¹؛ اکرم عباسپور¹

¹دانشگاه تبریز

²دانشگاه تبریز- گروه آبیاری

چکیده

سرریزهای لبه تیز مرکب اغلب به منظور اندازه گیری دامنه وسیعی از جریان با دقت مناسب در کانال های روباز مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق آزمایش هایی به منظور بررسی میزان تأثیر عرض دهانه مستطیلی، ارتفاع تاج سرریز و ارتفاع دهانه قوس دایره ای بر ضریب دبی جریان آزاد بر روی سرریزهای مرکب قوس دایره ای- مستطیلی در فلوم آزمایشگاهی انجام گرفت. مشخصات سرریزهای مرکب مورد استفاده شامل عرض دهانه مستطیلی 15، 20 و 25 سانتی متر، ارتفاع تاج سرریز 15، 20 و 25 سانتی متر و ارتفاع دهانه قوس دایره ای 5، 5/7، 10 و 50/12 سانتی متر می باشند. نتایج نشان داد بر اساس داده های آزمایشگاهی، تغییرات ضریب دبی جریان در سرریزهای مرکب مذکور در محدوده 54/0 تا 89/0 می باشد. به ازای بار آبی معین با افزایش عرض دهانه مستطیلی، ضریب دبی جریان در حدود 2 تا 10 درصد افزایش می یابد. با افزایش ارتفاع تاج سرریز، میزان کاهش ضریب دبی جریان در حدود 1 تا 5 درصد می باشد. به ازای بار آبی معین با تغییر ارتفاع دهانه قوس دایره ای، ضریب دبی جریان سرریزهای مرکب نسبت به سرریزهای مستطیلی ساده در حدود 35 درصد افزایش می یابد. مقادیر محاسباتی و مشاهداتی ضریب دبی جریان بر اساس معیارهای ارزیابی ضریب تبیین ((R2 و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)که به ترتیب برابر با 630/0 و 061/0 محاسبه گردیدند، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که استفاده از ترکیب خطی روابط جریان در سرریزهای لبه تیز دایره ای و مستطیلی شکل، با دقت قابل قبولی قادر به برآورد ضریب دبی جریان سرریزهای مرکب می باشد.

کلیدواژه‌ها

اندازه گیری جریان؛ بار آبی؛ سرریز مرکب؛ سرریز مستطیلی؛ فلوم آزمایشگاهی

مراجع

Abbaspour A. 2001. Investigation of flow over truncated-triangular weirs. The Thesis of Master of Science Degree in Hydraulic Structure. Urmia University. (in Persian with English abstract).

2- Arvanaghi H., Mahtabi G., Valinia M., Ghavidel Z., and Azimi V. 2011. Investigation of flow discharge coefficient over semi circular-trapezoidal weir. P. 1-7. 10th Iranian Hydraulic Confrence, 8 Nov. 2011. The University of Guilan. (in Persian).

3- Aydin I., Altan-Sakarya A.B., and Sisman C. 2011. Discharge formula for rectangular sharp-crested weirs.ELSEVIER, Flow Measurement and Insrumentation, 22(1):144-151.

4- Bergmann J.M. 1963. Compound weir study. U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Denver, United States.

5- Bos M.G. 1989. Discharge measurement structures. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Publication 20, Wageningen, the Netherlands.

6- Jan C.D., Chang C.J., and Lee M.H. 2006. Discussion of “Design and calibration of compound sharp-crested weir, Martinez J., Reca J., Morillas M.T., and Lopez J.G. 2005”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 132(8): 868-872.

7- Kindsvater C.E., and Carter R.W. 1959. Discharge characteristics of rectangular thin-plate weirs. Transactions of the American Society of Civil Engineers,ASCE, 124:772–822.

8- Lee J.T., Chan H.C., Huang C.K., and Leu J.M. 2012. Experiments on hydraulic relations for flow over a compound sharp-crested weir. International Journal of Physical Sciences, 7(14): 2229 – 2237.

9- Martinez J., Reca J., Morillas, M.T., and Lopez J.G.2005. Design and calibration of a compound sharp-crested weir. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 131(2):112-116.

10- Mousavi S.N. 2013. Investigation of discharge coefficient over arched trapezoidal and rectangular sharp-crested weirs. The Thesis of Master of Science Degree in Hydraulic Structure. The University of Tabriz. (in Persian with English abstract).

11- Swamee P.K. 1988. Generalized rectangular weir equation. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 114(8): 945–949.

12- Vatankhah A.R. 2010. Flow measurement using circlular sharp-crested weirs. ELSEVIER, Flow Measurement and Insrumentation, 21(1):118-122.