پديد آورندگان :
امين پور، يونس دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي و فناوري كشاورزي - گروه مهندسي آبياري و آباداني , وطن خواه, عليرضا دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي و فناوري كشاورزي - گروه مهندسي آبياري و آباداني , فرهودي, جواد دانشگاه تهران - دانشكده مهندسي و فناوري كشاورزي - گروه مهندسي آبياري و آباداني
كليدواژه :
اندازه گيري جريان , فلوم و جريان آزاد , جريان مستغرق , آستانه استغراق
چكيده فارسي :
از رايج ترين وسيله هاي اندازه گيري جريان در مجاري روباز، فلوم ها مي باشند كه در آن سرعت جريان، بر اثر تنگ شدگي عرضي، برآمدگي كف و يا تركيبي از اين دو، افزايش مي يابد. يكي از فلوم هاي با ويژگي فوق، فلوم SMBF است كه با داشتن دو نيم استوانه در طرفين كانال، باعث تنگ شدگي عرضي مي شود. در تحقيق حاضر سازه SMBF جهت اندازه گيري بده در شرايط جريان آزاد و مستغرق مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس 575 سري داده آزمايشگاهي بر روي دو كانال با ابعاد مختلف و استفاده از هشت نمونه فلوم SMBF، در محدوده وسيعي از بده، عمق بالادست، و نسبت تنگ شدگي عرضي، معادلات بده پيشنهادي مختلف، مورد مقايسه و ارزيابي قرار گرفتند. بر مبناي تحليل هاي آزمايشگاهي، عددي و برداشت توزيع سرعت در مقطع گلوگاه، غيريكنواختي توزيع سرعت و عمق در مقطع تنگ شدگي و ماهيت دو بعدي جريان، تبيين گرديد. سپس با در نظر گرفتن ضرايب تصحيح جريان در مقطع گلوگاه و اعمال آن در رابطه انرژي، معادله اي جهت تحليل آبگذري اين نوع فلوم ها در شرايط جريان آزاد استخراج شد. هم چنين روابطي جهت تعيين آستانه استغراق (به صورت تابعي از عمق بالادست و عرض گلوگاه) و تحليل آبگذري در شرايط جريان مستغرق استخراج گرديد. ميانگين قدر مطلق خطاي نسبي بده تخميني از رابطه پيشنهادي در شرايط جريان آزاد بر اساس سه مجموعه داده آزمايشگاهي (كانال 1، كانال 2 و داده هاي ساير محققين)، به ترتيب 2.82, 3.19 ,1.52% است. همچنين ميانگين خطاي برآورد بده در شرايط جريان مستغرق، 5/51 درصد به دست آمد. نتايج نشان داد كاربرد سازه SMBF به عنوان يك ابزار اندازه گيري قابل حمل، در شرايط جريان آزاد و مستغرق امكان پذير مي باشد.
چكيده لاتين :
One of the most commonly used devices for flow measurements in open channels is the flume, in which the flow velocity increases due to the lateral contraction, raising the bottom of the channel, or a combination of both them. SMBF is a flume with the above mentioned properties, having two semi-cylinders on the side walls of the channel that contract the cross-sectional area of the flow. In this study, the SMBF flume has been studied for measuring the flow in free and submerged flow conditions. Using the experimental data (575 runs) of two rectangular channels, and using eight SMBF flumes, the proposed discharge equations were examined for the wide ranges of flow discharge, upstream depth, and contraction ratio. In the present study, based on the numerical and experimental analysis, and by measuring the velocity distribution at the throat section, non-uniformity of velocity distribution and depth in the contracted section, as well as the two-dimensional nature of flow were studied. Then, by considering the flow correction coefficients in the throat section and applying them into the energy equation, an equation was developed for estimating the flow discharge under free flow conditions. Also, two equations were developed to determine the submergence threshold (as a function of upstream depth and throat width) and for the discharge estimation under submerged conditions. The mean absolute relative error of the estimated flow discharge of the SMBF flumes in free flow conditions and based on three experimental data series (channel 1, channel 2, and other researcher’s data) were respectively estimated to be 2.82, 3.19 and 1.52%. Additionally, the mean absolute relative error of the estimating flow discharge in the submerged conditions was 5.51%. The results showed a feasible application of SMBF structure, as a portable measuring instrument under free and submerged conditions
