پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

بررسی عددی ضریب دبی سرریز کنگرهای ذوزنقه با تغییر زاویه در امتداد جریان با استفاده از مدل Flow3D

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی اب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز
2 دانشگاه شهید مدنی تبریز
3 دانشگاه تبریز
چکیده
سرریز‌های کنگره‌ای از سازه‌های هیدرولیکی هستند که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها، کانال‌ها و رودخانه‌ها استفاده می‌شوند. دبی جریان در سرریز‌ها به‌طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است، در صورتی که عرض کانال یا مخزنی که سرریز روی آن اجرا می‌شود محدود باشد، یکی از راهکار‌های افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ کردن سرریز در پلان است. در این پژوهش عملکرد سرریز کنگره‌ای با مقطع ذوزنقه‌ای،‌ با زوایای مختلف دیواره سرریز (α) مورد بررسی قرار گرفت. هندسه سرریزها در محیط نرم افزار Inventor ایجاد و با فراخوانی در نرم افزار Flow3D، شبیه‌سازی انجام شد. به‌منظور صحت‌سنجی شبیه‌سازی و تنظیم پارامترهای نرم‌افزار، از داده‌های آزمایشگاهی معتبر استفاده شد که نتایج مدل هماهنگی مناسبی با نتایج داده‌های آزمایشگاهی داشت. تحلیل نتایج نشان داد که افزایش زاویه سرریز در امتداد جریان و در طول دماغه ثابت، سبب افزایش ضریب دبی جریان (cd) می‌شود. رابطه معکوس بین مقدار بار هیدرولیکی نسبی جریان (h/p)، و ضریب دبی جریان نیز مشخص شد. ‌با افزایش طول دماغه به مقدار 40 درصد، روند افزایش ضریب دبی به واسطه افزایش زاویه سرریز، به میزان 9 درصد کاهش یافت. افزایش 15درجه‌ای زاویه نیز، روند افزایش ضریب دبی به واسطه افزایش طول دماغه را 5 درصد کاهش داد. با توجه به رابطه مستقیم سرعت متوسط جریان و ضریب دبی، افزایش همزمان طول دماغه و زاویه سرریز، سرعت متوسط جریان را در ابتدای برخورد به کف کانال تا 4 برابر افزایش داد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • سنگ‌سفیدی ی. 1392. بررسی آزمایشگاهی ضریب آبگذری جریان در سرریزهای کنگره‌ای قوسی با پلان ذوزنقه‌ای. پایان‌‌نامه کارشناسی ارشد. سازه‌های هیدرولیکی. دانشگاه تربیت مدرس. 122 ص.
  • شفاعت‌طلب دهقانی ح. اسمعیلی ورکی م. و اشرف‌زاده ا. 1395. مطالعه آزمایشگاهی تاثیر تراز پایاب بر ضریب دبی در سرریزهای‌کنگره‌ای با پلان ذوزنقه‌. تحقیقات مهندسی سازه های آبیاری و زهکشی. 17(67): 63-80.
  • ضمیری ا. کرمی ح. و فرزین س. 1396. مطالعه عددی عوامل موثر بر عملکرد هیدرولیکی جریان عبوری از سرریز کنگره‌ای. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 11(5): 865-875.
  • عباسی س. صفرزاده ا. و معصومی ف. 1396. بررسی تحلیلی پارامترهای مؤثر بر عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کنگره‌ای. شانزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشکدة فنی و مهندسی. دانشگاه محقق اردبیلی.
  • قاسم‌زاده ف. 1394. شبیه‌سازی مسائل هیدرولیکی در Flow3D. نشر نوآور، 256 ص.
  • قلی‌زاده ع. قدسیان م. و پناهی ر. 1395. بررسی عددی تاثیر شکل تاج بر ضریب آبگذری در سرریزهای کنگره‌ای قوسی با پلان ذوزنقه‌ای. نشریه مهندسی عمران مدرس. 16(4): 225-238.
  • نجمایی م. 1373. هیدرولیک کاربردی. انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران. 416 ص.
  • ورستینگ ه ک. و مالالاسکرا و. 1386. مقدمهای بر دینامیک سیالات محاسباتی. مترجم: شجاعی‌فرد م. ح. و نورپور هشترودی ع ر. چاپ دوم. انتشارات دانشگاه علم و صنعت. تهران. 422 ص.
  • وهاب‌نژاد ح. 1397. بررسی آزمایشگاهی دبی تخلیه سرریز زیگزاگی طبقه‌ای با و بدون وجود تیغه شکافنده جریان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. سازه‌های آبی. دانشگاه تبریز. 104 ص.
  • Crookston B. M. and Tullis B. P. 2012. Discharge efficiency of reservoir-application specific labyrinth weirs. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 138(6): 564-568.
  • Crookston B. M. and Tullis B. P. 2013. Hydraulic design and analysis of labyrinth weirs. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 139(5): 371-377.
  • Dabling M. R. Tullis B. P. and Crookston B. M. 2013. Staged labyrinth weir hydraulics. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 139(11): 955-960.
  • Darvas L. A. 1971. Performance and design of labyrinth weir. Journal of American Society of Civil Engineers. 97(8): 1246-1251.
  • Gentilini B. 1940. Weirs within plan oblique crest and zig-zag. Memories and Studies of the Institute of Hydraulics and Hydraulic Regil the Polytechnic of Milan.
  • Seo I. W. Do Kim Y. Park Y. S. and Song C. G. 2016. Spillway discharges by modification of weir shapes and overflow surroundings. Environmental Earth Sciences. 75(6): 1-13.
  • Willmore C. 2004. Hydraulic characteristics of labyrinth weirs. Master of Science. Report. Civil and Environmental Engineering. Utah State University. 110 p.

  • تاریخ دریافت 12 اسفند 1399
  • تاریخ بازنگری 14 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش 10 شهریور 1400
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1400