معرفي سرريز استوانه‌اي مورب به‌عنوان رويكردي موثر در افزايش ضريب تخليه جريان

The Introduction of Oblique Cylindrical Overflow as an Effective Approach to Increase the Discharge Coefficient

سرريز استوانه­اي يكي از انواع سازه­هاي هيدروليكي است كه كنترل و اندازه­گيري جريان را امكان­پذير مي­كند. در اين تحقيق مدل‌سازي سرريز استوانه­اي پس از صحت­سنجي با مدل معتبر، با سه قطر مختلف (11، 9 و 35/6 سانتي­متر) و سه زاويه جهت­گيري استوانه نسبت به ديواره كانال (45، 90 و 135 درجه) با استفاده از نرم­افزار Flow 3D مورد بررسي قرار گرفت. طبق نتايج به‌دست‌آمده از مدل‌سازي، مقادير حاصل از مدل آشفتگي k-Ɛ نسبت به دو مدل RNG و LES تطابق بهتري با نتايج آزمايشگاهي داشته و ضريب همبستگي 9649/،0 مناسب بودن مدل k-Ɛ را تائيد كرد. با تغيير وضعيت قرارگيري سرريز از حالت قائم به‌صورت مورب، ضريب دبي افزايش خواهد داشت كه به دليل افزايش طول سرريز در حالت قرارگيري مايل هست. نتايج نشان­دهنده آن است مدل­هايي كه زواياي جهت­گيري (ϴ) مكمل دارند، ضرايب دبي تقريباً برابر با يكديگر خواهند داشت. با افزايش قطر سرريز از 35/6 به 11 سانتي­متر، ضريب دبي به 50 درصد كاهش مي­يابد. همچنين اثر افزايش دبي جريان بر مقدار ضريب دبي، مورد بررسي قرار گرفت. حداكثر ضريب همبستگي ميان دبي و ضريب دبي، براي استوانه با قطر 11 سانتي­متر حاصل شده است كه مقدار آن تقريباً 95/0 به دست آمد و بيانگر تأثيرگذاري دبي بر ضريب دبي مي‌‌باشد.

Cylindrical weir is one of the hydraulic structures that due to measurement flow rate and flood control are used, and is less expensive than similar structures. In this study, the numerical model validation is performed with an accredited experimental model in three different diameters (11, 9 and 6.35 cm), and in three different angles (45, 90 and 135 degree) toward the wall with Flow3d software. According to the simulation, in the results with k-ε turbulence model there is a good adaptations than the other turbulence models such as the RNG and LES model, and the correlation coefficient (R2=0.965), indicated that the k-ε turbulence model is the best. Due to increasing the length of weir in oblique position and changing the situation of spillway from direct position to oblique position, discharge coefficient will increase, so leads to increasing of discharge. The results show that in models with complementary angles, because of the similarity of these models in the flow pattern, the discharge coefficients will be almost equal to each other. With increasing the diameters of spillway from 6.35 cm to 11 cm discharge coefficient reduced up to 50%. Maximum of the correlation coefficient between discharge and discharge coefficient for cylinder with 11 cm diameter is equal to 0.95 that show high Effectiveness of discharge on discharge coefficient.