شرایط جریان موجکی و ضریب دبی جریان در سرریزهای لبه‌پهن مستطیلی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22060/ceej.2021.18314.6830
چکیده

سرریزها یکی از انواع سازه­های هیدرولیکی هستند که­ در سیستم­های انتقال آب به منظور اهداف خاصی مانند افزایش عمق جریان در بالادست سازه جهت آب‌گیری و یا اندازه­گیری دبی جریان به کار گرفته می­شوند. در این تحقیق به بررسی پارامترهای هیدرولیکی جریان و چگونگی وقوع جریان موجکی در سرریزهای لبه‌پهن مستطیلی به روش عددی با استفاده از روش حجم محدود (FVM) پرداخته شد و نتایج آن با روش آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که محدوده ضریب دبی برای داده­های آزمایشگاهی بین 321/0 تا 332/0 است و با استفاده از مدل عددی این محدوده بین 301/0 الی 354/0 می­باشد. هم‌چنین مشاهده گردید که در صورتی که عدد فرود جریان در مقطعی که حداقل عمق در روی تاج (dmin) اتفاق می­افتد، کمتر از مقدار 5/1 باشد (5/1>(Fr1، در بالای تاج سرریز موجک­هایی به فرم سینوسی تشکیل می­شود، که می­تواند دقت در قرائت اشل را کاهش و باعث ایجاد خطا در برآورد دبی عبوری گردد. برای جلوگیری از وقوع جریان موجکی، عمق جریان نباید از حد معینی کمتر گردد. در تحقیق حاضر جریان موجکی در شرایطی که نسبت عمق آب روی تاج سرریز به طول تاج سرریز در جهت جریان بزرگ‌تر از 1/0 باشد (1/0   H/L)، مشاهده نشد. بنابراین می­توان گفت برقراری جریان موجکی در سرریزهای لبه‌پهن طولانی (1/0   H/L) مستعدتر از سرریزهای لبه‌پهن حقیقی (4/0  H/L   1/0) است. هم‌چنین با استفاده از روش رگرسیونی، رابطه­ای برای تعیین ضریب دبی سرریزهای لبه‌پهن حقیقی با دقت مناسب و بالا ارائه شد.