بررسی آزمایشگاهی تاثیر زاویه پره‌های هادی بر ضریب دبی در سرریزهای زیگزاگی تک‌سیکل مثلثی و ذوزنقه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، پردیس علوم و تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی،

2 گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی شوشتر، ایران

4 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی اهواز، ایران.

5 گروه سازه های آبی- دانشگاه آزاد اسلامی- واحد علوم و تحقیقات خوزستان

چکیده

    سرریزهای زیگزاگی با افزایش طول تاج در یک محدوده معین عرضی، موجب افزایش ظرفیت انتقال جریان از روی سرریز می‏شوند. تحقیق حاضر به بررسی و مقایسه ضریب دبی عبوری سرریز در دو نوع سرریز زیگزاگی تک­سیکل مثلثی و ذوزنقه­ای در حضور پره­های هادی می­پردازد. آزمایش­ها بر روی یک فلوم آزمایشگاهی به طول 6، عرض 6/0 و ارتفاع 6/0 متر انجام شد. با استفاده از سرریزهای زیگزاگی تک­سیکل مثلثی و ذوزنقه­ای که هر کدام دارای تعداد دو، چهار و شش پره بودند، عملکرد هیدرولیکی آن­ها مورد بررسی قرار گرفت و سپس نتایج آن­ها با یکدیگر مقایسه شد. نتایج تحقیق نشان داد در سرریز ذوزنقه­ای زاویه قرارگیری 60 درجه پره­ها و در سرریز مثلثی زاویه قرارگیری 45 درجه پره­ها بر روی تاج (ذوزنقه­ای، مثلثی)، شرایط مطلوب­تری را جهت افزایش ضریب دبی دارا بود. از این رو می­توان بیان داشت در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز ذوزنقه­ای با دو و شش پره به­ترتیب 8/38 و 3/10 درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده­اند؛ همچنین در یک نسبت بار هیدرولیکی ثابت (Hd/P = 0.2)، سرریز مثلثی با دو و شش پره به‌ترتیب 3/28 و 7/11درصد نسبت به شرایط بدون پره سبب افزایش ضریب دبی شده­اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of the Effect of Guide Vanes Angle on Discharge Coefficient in Triangular and Trapezoidal Labyrinth Weirs

نویسندگان [English]

  • Ghasem Shirmohammadi 1
  • Mohammad Heidarnejad 2
  • Mohammad Hossein Pourmohammadi 3
  • Alireza Masjedi 4
  • Amirabbas Kamanbedast 5
1 Department of Water Science Engineering, Khouzestan Science and Research Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
2 Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
3 Department of Water Science Engineering, Shoushtar Branch, Islamic Azad University, Shoushtar, Iran.
4 Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
5 Department of Water Science Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

The discharge coefficient of labyrinth weirs increases with increasing the crest length within a certain width range. This study compares the discharge coefficient in two types of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs. Experiments were conducted on a laboratory flume with length of 6, width of 0.6 and height of 0.6 m. The hydraulic performance of one-cycle triangular and trapezoidal labyrinth weirs with two, four and 6 guide vanes was compared. According to the results, the vanes with a placement angle of 60∘ in the trapezoidal weirs and a placement angle of 45∘ in the triangular weirs on the crests of weirs caused a further increase in the discharge coefficients of weirs. Consequently, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a trapezoidal weir with two and six guide vanes increased by 38.8 and 10.3%, respectively, as compared to a trapezoidal weir without a guide vane. Furthermore, at a constant hydraulic head (Hd/P) of 0.2, the discharge coefficient of a triangular weir with two and six guide vanes increased 28.3% and 11.7%, respectively, as compared to a triangular weir without a guide vane.

کلیدواژه‌ها [English]

  • One-cycle labyrinth weir
  • discharge coefficient
  • Guide vane
Crookston, B.M. (2010). Labyrinth Weirs. PhD thesis, Utah State University, Logan, Utah.

Gupta, K.K., Kumar, S. and Kumar, K. (2013). Flow Characteristics of Sharp-Crested Triangular Planform Contracted weirs. International Journal of Engineering Research and Technology (IJERT), 2(12), 1252-1258.

Gupta, K.K., Kumar, S. and Ahmad, Z. (2014). Flow Characteristics of Sharp-Crested W- Planform weirs. International Journal of Advanced Technology & Engineering Research, (IJATER), 1th International Conference on Research in Science, Engineering & Management (IOCRSEM 2014), 176-180.

Gupta, K.K., Kumar, S. and Ahmad, Z. (2015). Effect of Weir Height on Flow Performance of Sharp Crested Rectangular-Planform Weir.World Applied Sciences Journal, 33 (1), 168-175.

Hay, N. and Taylor, G. (1970). Performance and Design of Labyrinth Weirs. Journal of the Hydraulics Division, (ASCE), 96 (11), 2337-2357.

Hosseini Tashnizi, S.Z., Heidarpour, M. and Eslamian, S. S. (2013) Effect of width, angle of placement and spacing of submerged guide vanes on the performance of triangular labyrinth weir with an apex angle of 45° and 90° in a straight channel. In: Proceeding of the 7th National Congress on Civil Engineering, Zahedan, Sistan and Baluchestan University, Iran, pp. 6. (In Farsi)

Kabiri-Samani, A. and Javaheri, A. (2012). Discharge Coefficients for Free and Submerged Flow over Piano Key Weirs. Journal of Hydraulic Research, 50 (1), 114-120.

Monjezi, A. (2002). Hydrological assessment of multifaceted wire and determination of its discharge coefficient. MSc. Irrigation plant, University of Shahid Chamran, Ahvaz, Iran. (In Farsi).

Taylor, G. (1968). The Performance of Labyrinth Weirs, PhD thesis, University of Nottingham, Nottingham, England.

Tullis, J.P., Amanian, N. and Waldron, D. (1995). Design of Labyrinth Weir Spillways. Journal of Hydraulic Engineering, (ASCE), 121(3): 247-255.

Tullis, B.P., Young, J.C. and Chandler, M.A. (2007). Head-discharge relationships for submerged Labyrinth weirs. Journal of Hydraulic Engineering, (ASCE), 133(3), 248-53.