بررسی شرایط هیدرولیکی و تعیین ضریب دبی سازه ترکیبی سرریز نیم‌دایره‌ای-مستطیلی و دریچه کشویی با استفاده از مدل آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

چکیده

پژوهش حاضر به منظور تعیین ضریب دبی سازه ترکیبی سرریز نیم‌دایره‌ای-مستطیلی و دریچه کشویی در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به عرض 3/0، طول 10 متر و عرض 5/0 متر انجام شد. آزمایش‌ها در دو وضعیت، برقراری جریان با بازشدگی ثابت دریچه و دبی‌های مختلف و برقراری جریان با بازشدگی‌های مختلف دریچه و دبی‌های ثابت در دو شیب 002/0 و 004/0 انجام شد. در انتها با استفاده از روابط موجود، ضریب دبی بدست آمد. همچنین با استفاده از تئوری باکینگهام یک رابطه کلی جهت بررسی تأثیر پارامترهای بی‌بعد مختلف بر ضریب دبی جریان توسعه داده شد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که ضریب دبی با افزایش پارامتر Y/D، ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. همچنین با تغییر شیب کف، تغییرات قابل ملاحظه‌ای در ضریب دبی ایجاد نشده است و با کاهش پارامترHg/D ، ضریب دبی تقریباً ثابت شده و به عدد ثابت 74/0 میل می‌کند. بررسی نتایج پژوهش حاضر با نتایج سایر پژوهش-هایی مشابه، نشان از تطابق نتایج دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اسعدی­نیا، محمد.، خزیمه نژاد، حسین.، و قاسم اکبری، محمد. (1403). تعیین ضریب دبی در مدل ترکیبی سرریز مرکب مثلثی- مستطیلی و دریچه کشویی. انجمن هیدرولیک ایران نشریه هیدرولیک، 19(1)، 66-51.         https://jhyd.iha.ir/article_176090.html
اسماعیلی، کاظم.، و فتحی­مقدم، منوچهر. (1385). ضریب دبی در مدل سرریز-دریچه، همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی اهواز، اهواز، ایران. https://profdoc.um.ac.ir/paper-abstract-1012884.html
بلوچی، بهنام.، و زینی­وند، مهدی. (1391). بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی در سازه ترکیبی سرریز- روزنه در شرایط سیلابی. نشریه دانش آب و خاک. 22(2)، 164-152. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_828_22.html
پسرکلو، مهسا.، و عمادی، علیرضا. (1397). مطالعه هیدرولیک جریان در سازه ترکیبی سرریز-دریچه با سرریز مرکب دایره­ای- ذوزنقه­ای- مستطیلی. تحقیقات مهندسی سازه­های آبیاری و زهکشی، 19(71)، 112- 99. https://idser.areeo.ac.ir/article_113411.html
حسینی، یاسین.، رضویان، سید حسین.، و حیدرپور، منوچهر (1390). بررسی جریان همزمان از زیر یک دریچه کشویی و روی یک سرریز لبه تیز بدون فشردگی در کانال دایره­ای. دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، رشت، ایران. https://civilica.com/doc/140682
حیدرپور، منوچهر.، رضویان، سید حسین.، و حسینی، یاسین. (1393). تعیین ضریب دبی در مدل ترکیبی سرریز نیم­دایره­ای و دریچه کشویی در کانال دایره­ای. مجله پژوهش آب ایران، 7 (13)، 155-149. https://iwrj.sku.ac.ir/article_10973.html
رضویان، سیدحسین.، و حیدرپور، منوچهر. (1386). بررسی ضریب دبی در مدل ترکیبی سرریز-دریچه لبه­تیز. ششمین کنفرانس هیدرولیک ایران، شهرکرد، ایران. https://civilica.com/doc/71821
ظهیری، عبدالرضا. (1391). مدل ریاضی شبه دوبعدی تخمین دبی در سرریزهای لبه تیز مرکب. پژوهش­های حفاظت آب و خاک‎ (علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، 19(3)، 42-27. https://jwsc.gau.ac.ir/article_992.html
محبی کندسری، مهدیه.، مفتاح هلقی، مهدی.، دهقانی، امیراحمد.، و ظهیری، عبدالرضا. (1395)، بررسی آزمایشگاهی ضریب آبگذری سازه سرریز لبه تیز مثلثی در پلان، پنجمین همایش سراسری کشاورزی و منابع طبیعی پایدار، تهران، ایران. https://civilica.com/doc/521302
یاسی، مهدی.، و عباس­پور، اکرم. (1384). ارزیابی جریان بر روی سرریز لبه­تیز مرکب "مثلثی-مستطیلی". مجله علمی کشاورزی، 28(2)، 182-165. https://www.sid.ir/paper/24824/fa
Altan-Sakarya, A. B., & Kökpınar, M. A. (2013). Computation of discharge for simultaneous flow over weirs and below gates (H-weirs). Flow Measurement and Instrumentation, 29, 32–38. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2012.09.007
Asadiniya, M., Khozeymehnezhad, H., & Qasem-Akbari, M. (2024). Determining the discharge coefficient in the combined triangular-rectangular overflow model and sliding gate. Iranian Hydraulic Association, Hydraulic Journal, 19(1), 51-66.  https://jhyd.iha.ir/article_176090.html [In Persian]
Balouchi, B., & Zinivand, M. (2012). Experimental Investigation on Discharge Coefficient for Combined Structure of Weir Gate under Flood Conditions. J. Water and Soil Science. 22(2), 152-164. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_828_22.html [In Persian]
Boss, M. G. (1988). Dischage Measurement Structures. ILRI Pub. Wageningn, USA. https://edepot.wur.nl/333324
Bergmann, M. (1963), “Specal Weirs”, USBR, Water Measurment Manual. Water Resources Research Laboratory Publisher.                                                                                      https://books.google.com/books?id=o_dRAAAAMAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
Esmaeili, K., & Fathi- Moghadam, M. (2006). Flow coefficient in overflow-valve model, national conference on management of irrigation and drainage networks in Ahvaz, Ahvaz, Iran. https://profdoc.um.ac.ir/paper-abstract-1012884.html [In Persian]
Hassan, F.A., Khassaf, S.I., & Hassan, A.O. (2015). Determining the Coefficient of Discharge due to Flow over Combined Weir and below Gates, Kufa Journal of Engineering. 7(1), 115-128. https://www.researchgate.net/publication/311821799_Determining_the_coefficient_of_discharge_due_to_flow_over_composite_weir_and_below_gate
Hosseini, Y., Razaviyan, S. H., & Heydarpour, M. (2010). Investigating the simultaneous flow under a sliding valve and over a sharp edge weir without compression in a circular channel, 10th Iran Hydraulic Conference, Rasht, Iran. https://civilica.com/doc/140682 [In Persian]
Heydarpour, M., Razaviyan, S. H., & Hosseini, Y. (2013). Determining the flow coefficient in the combined model of semi-circular overflow and sliding valve in a circular channel. Iranian Journal of Water Research, 7 (13), 149-155. https://iwrj.sku.ac.ir/article_10973.html [In Persian]
Jalil, SH., & Sarhan, SA. (2013). Experimental study of combined oblique weir and gate structure. Engineering and Applied Sciences. 8(4), 306-315.             https://www.researchgate.net/publication/286515635_Experimental_study_of_combined_oblique_weir_and_gate_structure
Jan, C.D., Chang, C.J., & Lee, M.H. (2006). Discussion of “Design and Calibration of a Compound Sharp-Crested Weir” by J. Martínez, J. Reca, M. T. Morillas, and J. G. López. Journal of Hydraulic Engineering, 132(8), 868–871.                                              https://www.researchgate.net/publication/245297443_Discussion_of_Design_and_Calibration_of_a_Compound_Sharp-Crested_Weir_by_J_Martinez_J_Reca_M_T_Morillas_and_J_G_Lopez
Khassaf, S.I., & Abbas, H.A. (2013). Study the free flow over compound weir and below semicircular gate. Int. J. Science Engineering Research, 4(10), 1486-1491. https://www.ijser.org/paper/Study-The-Free-Flow-Over-Compound-Weir-and-Below-Semi-Circular-Gate.html
Martínez, J., Reca, J., Morillas, M. T., & López, J. G. (2005). Design and Calibration of a Compound Sharp-Crested Weir. Journal of Hydraulic Engineering, 131(2), 112–116.                              https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%290733-9429%282005%29131%3A2%28112%29
Mohebbi, M., Meftah Halaghi, M., Dehghani, A., & Zahiri, A. (2015). Experimental Study of Discharge Coefficient of Triangular-in-plan weir structure. 5th National Conference Sustainable Architecture, Theran, Iran. https://civilica.com/doc/521302 [In Persian]
Negm, A.-A. M., Al-Brahim, A. M., & Alhamid, A. A. (2002). Combined-free flow over weirs and below gates. Journal of Hydraulic Research, 40(3), 359–365. https://doi.org/10.1080/00221680209499950
Piratheepan, M., Winston, N. E. F., & Pathirana, K. P. P. (2007). Discharge Measurements in Open Channels using Compound Sharp-Crested Weirs. Engineer: Journal of the Institution of Engineers, Sri Lanka, 40(3), 31.                               https://www.researchgate.net/publication/279848764_Discharge_Measurements_in_Open_Channels_using_Compound_Sharp-Crested_Weirs
Pesarakloo, M., & Emadi, A. (2017). Hydraulic study of flow in a combined overflow-valve structure with a circular-trapezoidal-rectangular composite overflow. Irrigation and Drainage Engineering Research 19(71), 112-99. https://idser.areeo.ac.ir/article_113411.html [In Persian]
Razaviyan, S. H., and Heydarpour, M. (2006). Investigating the flow coefficient in the combined overflow model - sharp edge valve. 6th Iranian Hydraulic Conference, Shahrekord, Iran. https://civilica.com/doc/71821 [In Persian]
Yasi, M. and Abbaspour. A. (2005). Flow over sharp-crested, truncated-traingular weirs. The Scientic Journal of Agriculture (SJA), 28(2), 165-182. https://www.sid.ir/paper/24824/fa [In Persian]
Zahiri, A. R. (2011). A pseudo-two-dimensional mathematical model for estimation of discharge in compound sharp edge spillways. Water and Soil Conservation Research (Agricultural Sciences and Natural Resources), 19(3), 27-42. https://jwsc.gau.ac.ir/article_992.html [In Persian]
Zahiri, A., Tang, X., & Azamatulla, H. (2014). Mathematical modeling of flow discharge over compound sharp-crested weirs. J. Hydro-Environ. Res. 8: 3. 194-199.                                          https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1570644314000033
Zong, F., Zhen, C., Wen-Hong, D., & Yue-Jun, C. (2018). Discharge Coefficient of Combined Orifice-Weir Flow. Water journal. 10(6), 699. https://www.mdpi.com/2073-4441/10/6/699