بررسي آزمايشگاهي سرريز كليد پيانويي جانبي با كليد هاي مورب

Experimental study of piano key side weir with oblique keys

سرريز جانبي كاربردهاي زيادي در توزيع و تنظيم آب در كانال هاي آبياري و انتقال سيلاب دارد. در يك عرض بازشدگي ثابت، تاج سرريز را به شكل هاي مختلف از جمله كنگره اي يا كليد پيانويي مي توان طراحي كرد تا طول توسعه يافته تاج و در نتيجه ضريب دبي سرريز جانبي افزايش يابد. روش ديگر براي افزايش راندمان سرريز جانبي طراحي آن به صورت مورب است تا تاج سرريز تقريبا با جريان منحرف شده از كانال اصلي همراستا شود. تركيب دو عامل ذكر شده، منجر به طراحي يك سرريز با طول تاج توسعه يافته و به شكل مورب مي شود كه راندمان بالايي خواهد داشت. در اين تحقيق، سرريزهاي كليد پيانويي جانبي با كليدهاي مورب با زواياي مختلف مورد آزمايش قرار گرفت. خصوصيات جريان از جمله زاويه انحراف و خطوط جريان و همچنين ضريب دبي سرريزها با زواياي كليد مختلف مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه زاويه دار كردن كليدها در جهت همسو با جريان خروجي از سرريز، ضريب دبي سرريز كليد پيانويي جانبي را در اعداد فرود بالا تا 12 درصد افزايش مي دهند. مورب كردن كليدها مي تواند تلاطمي كه معمولا در سرريز كليد پيانويي متقارن اتفاق مي افتد را كاهش دهند و ضريب دبي بالاتري را نتيجه دهد. نتايج بدست آمده مي تواند براي طراحي سرريز جانبي كه در اعداد فرود بالا عمل مي كنند براي مثال انتقال سيلاب مورد استفاده قرار بگيرد.

Side weir has many applications in water distribution and regulation in irrigation and flood control. For a constant opening length, weir crest can be design as labyrinth or piano key shape to increase the developed length and discharge coefficient. Another way to increase the side weir efficiency is oblique design, which make the weir crest aligned with the diverted flow. Combining the two noted approach leads to design a side weir with longer developed crest length and aligned with flow which has high performance. In this study, piano key side weirs with different key angles were studied. Flow characteristic including deflection angle and streamlines and also discharge coefficient were studied. Results show that angled keys aligned with the flow direction, increases performance of the piano key side weir up to 12 percent in high Froude numbers. Oblique keys can reduce the turbulence usually occurs in symmetric piano key side weir and results in higher discharge coefficient. The results can be used to design a side weir with which applied in conditions with high Froude numbers such as flood control.