ارائه معادله دبی- اشل کاربردی برای سرریز‌های جانبی معمولی و کنگره‌ای مثلثی با زوایه‌ها و بازشدگی‌های مختلف

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مشهد

10.22034/ws.2021.12416

چکیده

سرریز‌‌های جانبی از جمله مهم‌ترین سازه‌های هیدورلیکی در پروژه‌های مختلف انتقال آب، کنترل سیلاب و انحراف آب مازاد در سیستم‌های فاضلاب شهری به‌شمار می‌روند. یکی از راهکارهای مؤثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان سرریز‌های جانبی، استفاده از سرریز‌های کنگره‌ای می‌باشد. در سرریز‌های جانبی کنگره‌ای با تغییر هندسه‌ پلان و افزایش طول سرریز در بازشدگی ثابت از کانال، ظرفیت عبور جریان بیشتر می‌گردد. با توجه به اهمیت این سرریز‌ها در پروژه‌های آبی و پیچیده بودن محاسبات مربوط به تعیین منحنی دبی- اشل سرریز‌های جانبی کنگره‌ای، لازم است روابط معمولی‌ و کاربردی‌ دبی– ‌اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش رابطه دبی-‌اشل برای سرریز‌های جانبی معمولی در دو بازشدگی 3/0 و 5/0 و کنگره‌ای مثلثی با سه زاویه‌ رأس 45، 60 و 90 درجه در سه بازشدگی 3/0، 5/0 و 6/0 ارائه شده است. با مقایسه معادله استخراج شده با نتایج شبیه‌سازی شده، دقت رابطه ارائه شده در محدود 15 % ± به‌دست آمد که در کاربرد‌های عملی قابل قبول ارزیابی می‌شود. هم‌چنین با توجه به نتایج برای سرریز جانبی کنگره‌ای به ازای یک بار آبی ثابت، با افزایش زاویه‌ی رأس سرریز، به‌علت کاهش طول مؤثر سرریز، دبی کاهش ‌می‌یابد. از طرفی به‌ازای یک بار آبی ثابت، با کاهش بازشدگی سرریز، عرض مؤثر مجرای عبور جریان کاهش یافته و ضریب دبی کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Developing a Simple Unique Stage-Discharge Equation for Labyrinth and Normal Side Weirs with Different Angles and Openings

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Attarzadeh 1
  • saeedreza khadashenas 2
  • Ali Naghi Ziaei 2
1 Ferdowsi University of Mashhad
2 Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Side weirs are among important hydraulic structures that used in various projects such as water conveyance, flood control, and diversion of excess water in sewer networks. One of the most effective and economical way to increase the efficiency of this weirs is application of labyrinth side weir. Using labyrinth side weirs, the flow discharge is increased by changing the plan geometry and increasing the weir length. According to fairly complicated flow pattern around this weir, extracting simple stage-discharge relation for different conditions is necessary. Therefore, in this study, the stage-discharge relations for normal side weirs with opening of 0.3 and 0.5 and labyrinth side weirs with included angles 90, 60 and 45 and opening of 0.3, 0.5 and 0.6 were extracted. Comparison of simulated results with these relations indicated that accuracy of the relations is within ±15% which is acceptable for practical purposes. Due to decreasing the weir effective length, the flow discharge was reduced when the apex angle of labyrinth side weir has increased for a constant water head. Decreasing the effective width also caused the flow discharge to be reduced when opening was decreased for a constant water head.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Labyrinth side weir
  • Numerical modeling
  • Turbulence modeling
  • Head-Discharge Equation
  • ANSYS Fluent