مطالعه آزمايشگاهي تاثير هندسه سرريزهاي كنگره‌اي-ذوزنقه‌اي بر افزايش مقدار اكسيژن محلول آب

Experimental study of the geometric effect of trapezoidal labyrinth weirs on increase of the dissolved oxygen

يكي از پارامترهاي مهم كيفي آب رودخانه ­ها، مقدار اكسيژن محلول (Dissolved Oxygen) در آن مي­باشد. يكي از روش‌هاي افزايش سطح اكسيژن محلول، استفاده از سازه ­هايي نظير سرريز مي­باشد كه منجر به ورود حباب­هاي كوچك هوا به آب مي‌گردد. در اين پژوهش عملكرد سرريزهاي كنگره­اي ذوزنقه ­اي در مقايسه با سرريز خطي بر مقدار DO آب تحت شرايط مختلف هندسي و هيدروليكي مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده­ هاي آزمايشگاهي و تجزيه و تحليل نتايج نشان داد كه طول سيكل‌ در جهت جريان سرريزها، ضخامت تيغه­ هاي ريزشي و الگوي جريان ريزشي از تاج سرريزها سه پارامتر مؤثر بر مقدار اكسيژن محلول در سرريزهاي پلان كنگره‌اي مي­باشند. مقايسه نتايج حاكي از آن است كه سرريزهاي كنگره‌اي با هندسه سه سيكل، عملكرد بهتري در مقايسه با سرريزهاي هندسه‌ دو سيكل داشتند. در هدهاي نسبي پايين، سرريز كنگره­اي ذوزنقه­اي با هندسه سه سيكل و طول در جهت جريان كمتر با متوسط راندمان افزايش اكسيژن محلول 58 درصد و در هدهاي نسبي بالا سرريز كنگره­اي ذوزنقه­اي با هندسه سه سيكل با طول در جهت جريان بيشتر با متوسط راندمان افزايش اكسيژن محلول 44 درصد بهترين عملكرد را در افزايش اكسيژن محلول در جريان داشتند. مقايسه نتايج حاكي از آن است كه در سرريزهاي مورد مطالعه، با افزايش نسبت بي­بعد ارتفاع ريزش به ارتفاع سرريز از 4/0 به 8/0، مقدار متوسط راندمان افزايش اكسيژن محلول در سرريزهاي كنگره­اي بطور متوسط 13درصد افزايش مي‌يابد.

The amount of dissolved oxygen (DO) in water is an important parameter of rivers water quality. Installation of weirs in channels is one of the methods entering air babbles into the falling water and increase DO. In this research, the performance of trapezoidal labyrinth weirs was investigated as compared with the linear weirs under various geometries and hydraulic conditions in terms of DO Experimental observations and result analysis showed that the length of cycle in the flow direction, thickness of weirs and nappe patterns are three effective parameters on DO amount in trapezoidal labyrinth weirs. The results of this study indicated that the three cycles-labyrinth weirs had better performance compared to two cycles-labyrinth weirs. Also, the results showed that the three cycles-trapezoidal labyrinth weirs with the lower length in the flow direction at low relative head and with the longer length in the flow direction at high relative head had the best performance in terms of DO that increased 58 and 44 percent, respectively. The results of this study indicated that, by increasing the ratio of falling height to weir height from 0.4 to 0.8, the DO efficiency increases (13%) by labyrinth weirs.