بلوک‌های موجود روی سازه‌ی تونلی و تأثیر آن‌ها بر اتلاف انرژی جریان در سرریز کلیدپیانویی مستطیلی نوع B

نویسندگان

1 استادیار مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران.

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کربلا، کربلا، عراق

3 گروه مهندسی عمران، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

4 گروه مهندسی عمران، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

doi
10.48311/mcej.2025.116626.1004
چکیده

سرریزهای کلیدپیانویی، به‌عنوان نوعی سرریز کنگره‌ای تکامل‌یافته و به‌صورت غیرخطی، به‌دلیل بازدهی بالای عبور جریان، مورد توجه هستند. در این پژوهش، هدف اصلی بررسی میزان اتلاف انرژی و راهکارهای افزایش آن با استفاده از بلوک‌هایی با اشکال هندسی متفاوت است که بر روی سازه تونلی نصب‌شده در کلیدهای خروجی سرریز کلیدپیانویی مستطیلی نوع B قرار می‌گیرند. این آزمایش‌ها در یک فلوم به طول 10 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 1 متر انجام شد. سرریز در فاصله 5/5 متری از ابتدای کانال نصب گردید. سه ارتفاع مختلف سرریز (20/0، 18/0 و 15/0 متر) و سه شکل بلوک (مستطیلی، دایره‌ای و ذوزنقه‌ای) مورد مطالعه قرار گرفت. یافته‌ها نشان می‌دهد که بیشترین اتلاف انرژی به‌ترتیب مربوط به بلوک‌های مستطیلی، ذوزنقه‌ای و دایره‌ای است. با افزایش 11/1 و 33/1 برابری ارتفاع سرریز نسبت به کمترین ارتفاع، اتلاف انرژی به میزان 8/6 و 8/18 درصد افزایش می‌یابد. همچنین، با افزایش ارتفاع سرریز، ضریب دبی کاهش پیدا می‌کند. مقایسه نتایج نشان داد که وجود سازه تونلی در مقایسه با حالت بدون آن، منجر به اتلاف انرژی بسیار بیشتری می‌شود. در پایان، از تحلیل ابعادی برای محاسبه اتلاف انرژی در سرریزهای با و بدون بلوک استفاده شد تا نتایج برای شرایط طبیعی و دیگر انواع سرریزهای کلیدپیانویی قابل تعمیم باشد.