اثرات متقابل سرریز و دریچه بر مشخصه‌های دبی در سازه جریان ترکیبی سرریز- دریچه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه ارومیه

2 دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد، واحد علوم و تحقیقات تهران

4 استاد گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

با نوشتن معادله انرژی در امتداد خط جریان عبوری از لبه دریچه بین مقطع بالادست سازه مرکب سرریز- دریچه و مقطع فشرده شده جریان در پائین­دست دریچه و انتخاب دبی نسبی دریچه(نسبت دبی دریچه به دبی کل) به عنوان ضریب اثرات متقابل، روابطی برای محاسبه ضریب تخلیه ترکیبی و دبی جریان از سازه جریان ترکیبی سرریز- دریچه در شرایط جریان آزاد استخراج گردید. با به کار بردن این روابط تأثیر دبی نسبی دریچه بر ضریب تخلیه ترکیبی و تراز خط تقسیم جریان در بالادست سازه مشخص شد. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که ضریب تخلیه سازه جریان ترکیبی سرریز- دریچه در شرایط جریان آزاد با افزایش دبی نسبی دریچه کاهش می­یابد. خط تقسیم جریان در بالادست سازه در شروع ریزش آب از روی سرریز منطبق بر تاج سرریز بوده و با افزایش دبی جریان از روی سرریز به­سمت لبه دریچه انتقال می­یابد. تأثیر دبی نسبی دریچه بر ضریب تخلیه دریچه در سازه جریان ترکیبی ناچیز بوده ولی تأثیر آن بر ضریب تخلیه سرریز (به­دلیل جا به­جا شدن خط تقسیم جریان در بالادست سازه جریان ترکیبی) قابل توجه می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of the Gate and Weir Interaction on Discharge Characteristics of the Weir - Gate Combined Flow Structure

نویسندگان [English]

  • Rasoul Ilkhanipour Zeynali 1
  • SM K 2
  • seyed habib musavi jahromi 3
  • M FM 4
1 Urmia university Water engineering departement
2 2- Prof., Dept. of Water Structures, Faculty of Water science Engin., Univ. of Shahid Chamran Ahwaz, Ahwaz, Iran
3 Prof., Dept. of Civil Engin., Univ. of Azad Eslami, Tehran, Iran
4 2- Prof., Dept. of Water Structures, Faculty of Water science Engin., Univ. of Shahid Chamran Ahwaz, Ahwaz, Iran
چکیده [English]

Theoretical equations were resulted for calculating the combined discharge and discharge coefficient on weir- gate combined flow structure under free flow condition, by applying the energy equation between two points along the passing streamline from lip of the gate. One of the points was considered at the upstream of the weir-gate combined flow structure and the other one at the vena contracta. The gate relative discharge (the ratio of the gate discharge to the weir- gate combined flow structure discharge) was considered as an interaction factor. Influence of the gate relative discharge on combined discharge coefficient and stagnation point level at upstream of the structure was characterized using the proposed equations. The results of this research showed that the combined discharge coefficient under free flow condition decreased with an increase in the gate relative discharge. Stagnation point was near to the weir crest when overflow started from the weir, and it would travel below (near to the gate lip) when overflow from the weir was increased. Influence of the gate relative discharge on combined discharge coefficient was negligible, but its effect on weir discharge coefficient (due to the stagnation point level changes) was considerable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Combined discharge coefficient
  • Energy equation
  • Gate relative discharge
  • Interaction
  • Stagnation point
بلوچی ب و زینی وند م، 1391. بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی در سازه ترکیبی سرریز- روزنه در شرایط سیلابی. نشریه دانش آب و خاک، جلد 22، شماره 2، صفحه­های 151 تا 164.
سوری ا، مسعودیان م، کردی ا و راتچر ک، 1393. بررسی آزمایشگاهی تغییرات ضریب دبی و افت انرژی در سرریز- دریچه استوانه ای با حرکت قائم. نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد 44، شماره 4، صفحه­های 65 تا 78.
صفار س، 1388. بررسی خصوصیات هیدرولیکی جریان ترکیبی بر روی مدل سرریز- دریچه در جریان آزاد. پایان­نامه کارشناسی ارشد سازه­های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز.
قره گزلو م، مسعودیان م، هابر ب و صالحی نیشابوری ع، 1392. اثر سرریز بر دبی دریچه در مدل ترکیبی سرریز- دریچه استوانه­ای. فصل­نامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، شماره 11، صفحه­های 86 تا 95.
نادری ف، مسعودیان م و راتچر ک، 1393. بررسی فشردگی جانبی جریان در سازه ترکیبی سرریز- دریچه استوانه­ای. نشریه دانش آب و خاک، جلد 24، شماره 4، صفحه­های 77 تا 87.    
Alminagorta O and Merkley G P, 2009. Transitional flow between orifice and non orifice    regimes at a rectangular sluice gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 135(3): 382–387.
Burcu A and Kokpınar M A, 2013. Computation of discharge for simultaneous flow over weirs and below gates (H-weirs). Journal of Flow Measurement and Instrumentation 29: 32–38.
Ferro V, 2000. Simultaneous Flow over and under gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 126(3):190-193.
Samani J and Mazaheri M, 2009. Combined flow over weir and under gate. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 135(3):224-227.
Habibzadeh A, Vatankhah AR and Rajaratnam N, 2011. Role of energy loss on discharge characteristics of sluice gates. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 137 (9):1079–1084.
Henderson F M, 1966. Open Channel Flow, Macmillan, New York.
Negm AM, 2000. Characteristics of simultaneous overflow-submerged underflow with unequal contractions. Engineering Bulletin (Ain Shams University) 35(1): 137-154.
Negm AM, Albarahim AM and Alhamid AA, 2002. Combined free flow over weirs and below gate. Journal of Hydraulic Research 40(3): 359- 365.