علوم آب و خاک، جلد ۲۹، شماره ۲، صفحات ۱۴۳-۱۶۵

عنوان فارسی مطالعه آزمایشگاهی و عددی افت هیدرولیکی و ضریب آبگذری در سرریزهای زیگزاگی مستطیلی و کلیدپیانویی
چکیده فارسی مقاله
سرریزهای زیگزاگی با افزایش طول تاج در یک محدوده عرضی مشخص، موجب افزایش ظرفیت آبگذری سرریز می‏شوند. در این میان نباید از تأثیر افت هیدرولیکی در روند عملکرد هیدرولیکی سرریزها غافل شد و در همین راستا در پژوهش حاضر به‌منظور بررسی افت هیدرولیکی سرریزها و نیز ضریب آبگذری آن‌ها از یک فلوم آزمایشگاهی به طول 8 متر، عرض 0/6 متر و ارتفاع 0/6 متر استفاده شد. سرریزهای مورد استفاده در این پژوهش از نوع زیگزاگی با پلان قوسی و خطی بودند. آنالیز ابعادی به روش باکینگهام نشان داد که ضریب آبگذری (Cd) تابع پارامترهایی همچون نسبت هد هیدرولیکی (Ht/P)، فاکتور شکل سرریز (Sf)، نسبت افت هیدرولیکی (Hf/P) و عدد فرود (Fr) بوده است. نتایج نشان داد افزایش هد هیدرولیکی موجب کاهش ضریب آبگذری در سرریزها شده است. علاوه‌بر این شدت تداخل تیغه‌های عبوری جریان از روی سرریزها به‌تدریج و با افزایش هد هیدرولیکی موجب افزایش افت هیدرولیکی شده است. افزایش افت هیدرولیکی تا حد مشخصی از هد هیدرولیکی اتفاق افتاد و بعد از آن سیر کاهشی به خود گرفت. در این صورت می‌توان گفت نمودار افت هیدرولیکی برای سرریزهایی همچون ARCL روند سینوسی داشت. در نسبت هد هیدرولیکی 0/4، سرریز ARCL نسبت به سرریز APKW به میزان 227/7 درصد دارای افت هیدرولیکی بیشتری بود. در نسبت هد هیدرولیکی 0/6، سرریز RCL نسبت به سرریز PKW به میزان 200 درصد دارای افت هیدرولیکی بیشتری بود. روند تغییرات افت هیدرولیکی نسبت به افزایش عدد فرود در سرریزهای ARCL و RCL به‌صورت سینوسی بود. سرریز ARCL نسبت به دیگر سرریزها، به‌ازای افزایش عدد فرود دارای بیشترین افت هیدرولیکی بود. تمامی سرریزهایی که با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D مدل‌سازی شدند، دارای مقادیری (Cd و Hf/P) بیش از مقادیر حاصل از مدل‌سازی فیزیکی بودند و این از نظر فاکتور ایمنی دارای اهمیت است؛ علاوه‌بر آنکه میزان خطا در مدل‌سازی عددی بسته به پارامترها و شرایط مختلف متفاوت است، اما به‌طور متوسط در محدوده 10% تا 30% قرار داشت. مقدار خطا برای سرریزهای زیگزاگی در برخی موارد بیشتر از سرریزهای کلیدپیانویی بود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله سرریز زیگزاگی مستطیلی، سرریز کلیدپیانویی، ضریب آبگذری، افت هیدرولیکی، هد هیدرولیکی

عنوان انگلیسی Laboratory and Numerical Study of Hydraulic Loss and Discharge Coefficient in Rectangular Labyrinth and Piano Key Weirs
چکیده انگلیسی مقاله
the impact of hydraulic loss on the performance of weirs should not be overlooked. In this study, a laboratory flume measuring 8 meters in length, 0.6 meters in width, and 0.6 meters in height was used to investigate the hydraulic loss of the weirs and their discharge coefficients. The weirs used in this research were of the labyrinth type, featuring both curved and linear designs. Dimensional analysis using the Buckingham method indicated that the discharge coefficient (Cd) relies on parameters such as the hydraulic head ratio (Ht/P), weir shape factor (Sf), hydraulic loss ratio (Hf/P), and Froude number (Fr). The results demonstrated that an increase in hydraulic head leads to a decrease in the discharge coefficient of the weirs. Furthermore, the intensity of flow blade interference over the weirs gradually increases the hydraulic loss with a rising hydraulic head. Hydraulic loss increases up to a certain level of hydraulic head before beginning to decline. Therefore, it can be stated that the hydraulic loss curve for weirs like ARCL exhibits a sinusoidal trend. At a hydraulic head ratio of 0.4, the ARCL weir experiences 227% more hydraulic loss compared to the APKW weir. At a hydraulic head ratio of 0.6, the RCL weir shows 200% more hydraulic loss than the PKW weir. The trend of hydraulic loss variation with increasing Froude numbers for ARCL and RCL weirs is also sinusoidal. The ARCL weir shows the highest hydraulic loss with increasing Froude number compared to the other weirs. All weirs modeled using FLOW-3D software showed values (Cd and Hf/P) that exceeded those from physical modeling, which is significant in terms of safety factors. Moreover, the error rate in numerical modeling varied based on different parameters and conditions, averaging between 10% and 30%. In some cases, labyrinth weirs exhibited higher error rates compared to piano key weirs.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Rectangular labyrinth weir, Piano key weir, Discharge coefficient, Hydraulic loss, Hydraulic head

نویسندگان مقاله رضا قاسمی قاسموند | R. Ghasemi Ghasemvand
Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

محمد حیدرنژاد | M. Heidarnejad
Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

علیرضا مسجدی | A.R. Masjedi
Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

امین بردبار | A. Bordbar
Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.


نشانی اینترنتی http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3809-9&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده عمومی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات