بررسی ضریب دبی سرریزهای لبه‌تیز مرکب قوس دایره‌ای- ذوزنقه‌ای

نویسندگان

1 2- دانشجوی دکتری تخصصی گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

چکیده

سرریزهای لبه­­ تیز مرکب قوس دایره­ای- ذوزنقه­ ای در سطح مقطع خود به ­صورت ترکیبی از یک دهانه قوس دایره­ ای در قسمت پایین و یک دهانه ذوزنقه­ ای در قسمت بالا می­باشند. در این تحقیق، ضریب دبی سرریزهای لبه­تیز مرکب قوس دایره­ای- ذوزنقه­ای مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش­ها بر روی سرریزهایی با عرض تاج 15 سانتی­متر، ارتفاع تاج 15، 20 و 25 سانتی­متر و ارتفاع دهانه قوس دایره­ای 5 و 5/7 سانتی­متر با شعاع قوس­های مختلف و شیب دیواره­های جانبی 5/0 (0.5H:1V) در فلوم آزمایشگاهی انجام گرفت. نتایج نشان داد که مقدار ضریب دبی سرریزهای مذکور در محدوده 56/0 تا 81/0 می­باشد. به­ازای بار آبی معین، با افزایش ارتفاع تاج سرریز، ضریب دبی حدوداً تا 5 درصد کاهش می­یابد. همچنین به­ازای بار آبی معین، با تغییر ارتفاع دهانه قوس دایره­ای سرریز، ضریب دبی سرریزهای مرکب نسبت به سرریزهای ذوزنقه­ای در حدود 25 تا 30 درصد افزایش می­یابد. بر اساس معیار ارزیابی جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) که برابر با 0563/0 می­باشد، ضریب دبی سرریزهای لبه­­تیز مرکب قوس دایره­ای- ذوزنقه­ای با استفاده از ترکیب خطی روابط جریان در سرریزهای لبه­تیز دایره­ای و ذوزنقه­ای با دقت نسبتاً قابل قبولی قابل برآورد می­باشد. در این تحقیق پیوستگی دبی جریان روی سرریز مرکب به­ازای تغییرات بار آبی با استفاده از داده­های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که کمترین میزان ناپیوستگی در محدوده وسیعی از دبی جریان وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Discharge ‌Coefficient of Compound Arched Circular-Trapezoidal Sharp-Crested Weirs

نویسندگان [English]

  • SN Mousavi 1
  • D Farsadizadeh 2
  • H Arvanaghi 3
  • A Abbaspour 3
چکیده [English]

The compound arched circular-trapezoidal sharp-crested weirs are combinations of a circular arch notch at the bottom part and a trapezoidal notch at the top of the cross section. In this research, the discharge coefficient (Cd) of compound arched circular-trapezoidal sharp-crested was investigated. The experiments were conducted on weirs having the crest width of 15 cm, crest height of 15, 20, 25 cm and circular arch notch height of 5, 7.5 cm with different curve radii and the side walls slope of 0.5 (0.5H:1V) in a laboratory flume. The results indicated that the amount of discharge coefficient was in the range of 0.56 to 0.81. For a given hydraulic head, the amount of Cd is reduced approximately up to 5% by increasing the height of weir crest. In addition, for a given hydraulic head, by changing the height of circular arch notch, the amount of Cd for the compound arched circular-trapezoidal sharp-crested weirs increased about 25 to 30 percent with respect to the trapezoidal weirs. According to the root mean square error (RMSE) with value of 0.0563, the amount of Cd for the compound arched circular-trapezoidal weirs was estimated with acceptable accuracy, using a linear combination of the discharge relationships of circular and trapezoidal weirs. In this research, the discharge continuity over the compound weir for the various hydraulic heads was examined using the experimental data. The results showed that the least amount of discontinuity could be seen in the wide range of discharges. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arched Circular-Trapezoidal weir
  • Discharge coefficient
  • Hydraulic head
  • Laboratory flume

مراجع

 
 
ارونقی ه، مهتابی ق، ولی­نیا م، قویدل ز و عظیمی و، 1390. بررسی ضریب دبی جریان در سرریز ذوزنقه­ای- نیم­دایره­ای. صفحه­های 1 تا 7، دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 17 تا 19 آبان ماه، دانشگاه گیلان.
عباسپور ا،1380. بررسی جریان برروی سرریز مرکب مثلثی- مستطیلی. پایان­نامه کارشناسی ارشد تأسیسات آبیاری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.
محمدی ک، روشنی م و حسین­زاده دلیر ع، 1389.  برآورد و مقایسه دبی در سرریزهای لبه­تیز ترکیبی با استفاده از فرمول­های تئوریک و شبکه عصبی مصنوعی. صفحه­های 1 تا 7، نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 18 تا 20 آبان ماه، دانشگاه تربیت مدرس تهران.
موسوی س­ن، 1391.  بررسی ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه­تیز ذوزنقه­ای و مستطیلی قوس­دار. پایان­نامه کارشناسی ارشد سازه­های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.
موسوی س­ن، فرسادی­زاده د، ارونقی ه و عباسپور ا، 1394. بررسی پارامترهای مؤثر بر ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه­تیز مرکب قوس دایره­ای- مستطیلی. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع غذایی)، جلد 29، شماره 4، صفحه­های 861 تا 873.
Aydin I, Altan-Sakarya AB and Sisman C, 2011. Discharge formula for rectangular sharp-crested weirs. Flow Measurement and Insrumentation 22: 144-151.
Bergmann JM, 1963. Compound Weir Study. U. S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation, Denver, United States.
Bos MG, 1989. Discharge Measurement Structures. International Institute for Land Reclamation and Improvement
) ILRI), Publication 20, Wageningen, the Netherlands.
Grant DM, Dawson BD, 1995. Open Channel Flow Measurement Handbook. 4th Edition, Isco Environmental Division, Lincoln, NE.
Henderson FM, 1966. Open Channel Flow. Macmillan, New York.
Jan CD, Chang CJ and Lee MH, 2006. Discussion of “Design and calibration of compound sharp-crested weir by Martinez J, Reca J, Morillas MT and Lopez JG, 2005.”, Journal of Hydraulic Engineering ASCE 132(8): 868-872.
Lee JT, Chan HC, Huang CK and Len JM, 2012. Experiments on hydraulic relations for flow over a compound sharp-crested weir. International Journal of Physical Sciences 7(14): 2229–2237.
Kindsvater CE and Carter RW, 1959. Discharge characteristics of rectangular thin-plate weirs. Transactions of the American Society of Civil Engineers 124: 772–822.
Martinez J, Reca J, Morillas MT and Lopez JG, 2005. Design and calibration of a compound sharp-crested weir. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 131(2): 112-116.
Mohamed Ali AA, Ibrahim M and Diwedar AI, 2015. The discharge coefficient for a compound sharp crested V- notch weir. Asian Journal of Engineering and Technology 3(5): 494-500.
Subramanya K, 2007. Flow in Open Channels. Tata McGraw-Hill publishing Co., New Delhi.
Swamee PK, 1988. Generalized rectangular weir equation. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 114(8): 945–949.
Vatankhah AR, 2010. Flow measurement using circular sharp-crested weirs. Flow Measurement and Instrumentation 21: 118-122.
 
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار