بررسی آزمایشگاهی جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای کلید پیانویی

نویسندگان

1 استاد گروه عمران دانشگاه تبریز

2 دانشیار مهندسی عمران دانشگاه تبریز

3 استادیار دانشگاه مراغه- گروه مهندسی عمران

4 استادیار گروه آب دانشگاه تبریز

doi
10.22092/aridse.2017.108915.1177
چکیده

سرریزهای کلید­پیانویی (PKWs) جزء سرریزهای غیرخطی هستند که می­توانند دبی را برای عرض مشخص و بدون افزایش بار آبی افزایش دهند. در شرایطی که سطح تماس سازه با سرریز یا فونداسیون محدود باشد، سرریزهای کلیدپیانویی با افزایش طول تاج سرریز در بالادست و پایین­دست پایه، می­توانند جایگزین مناسبی برای سرریزهای کنگره­ای باشند. در این تحقیق، برای بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی در شرایط جریان آزاد و جریان مستغرق، در مجموع 554 آزمایش روی 11 مدل فیزیکی اجرا شد. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد که در شرایط جریان آزاد و در نسبتبار آبی 0/1<Ho/P< 05/0، سرریز کلیدپیانویی با نسبت عرض دهانه­های ورودی به عرض دهانه­های خروجی 1/4، و در 0/1Ho/P> سرریز کلیدپیانویی با نسبت عرض دهانه­های ورودی به عرض دهانه­های خروجی1/2، کارایی هیدرولیکی بیشتری نسبت به سایر سرریزها دارند. ضریب دبی این سرریزها با ثابت بودن نسبت عرض دهانه­ها و با تغییر شیب دهانه­ها از 5/1:1 به منحنی (ربع دایره) حدود 3 درصد افزایش می­یابد. در شرایط جریان مستغرق، با کاهش نسبتبارآبی ((Ho/P، نسبت بار آبی مستغرق به بار آبی آزاد بالادست (H*/Ho) افزایش می­یابد. در سرریز کلیدپیانویی، با نسبت عرض دهانه­های برابر 1 و در مقادیر نسبت­های استغراق کوچک­تر از 0/48(0/48>S ) عمق پایین­دست تأثیری بر عمق بالادست سرریز ندارد و H*=Ho است. اصلاح سرریزهای کلیدپیانویی با نسبت عرض دهانه­ها برابر 1 باعث می­شود که در این سرریز شروع استغراق زودتر و استغراق کامل دیرتر به­وجود آید و اصلاح سرریزهای کلیدپیانویی با شیب­های منحنی شکل و نسبت عرض دهانه­ها برابر 1 باعث می­شود که استغراق در این سرریز دیرتر شروع شود و حد استغراق کامل آنها تغییری نکند.