بررسي تاثير ارتفاع سرريز جانبي كنگره‌اي نيم دايره‌اي برروي ضريب دبي و پروفيل سطح آب در كانال اصلي

Investigation of the effect of semicircular corrugated side weir height on discharge coefficient and water surface profile in the main channel

مقدمه: سرريزهاي جانبي سازه‌هاي هيدروليكي مهم و كاربردي در سيستم‌هاي انتقال آب هستند كه با قرار­گيري در ديواره كانال، جريان مازاد عبوري در كانال را تخليه مي‌كنند. دراين تحقيق، تأثير ارتفاع سرريز جانبي كنگره‌اي نيم‌دايره‌اي دوطرفه بر ضريب دبي و پروفيل سطح آب در شرايط جريان زير بحراني به صورت سه‌بعدي و با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت مورد بررسي قرار گرفته است. روش: در اين تحقيق سرريزهاي جانبي در حالت سه، چهار و پنج سيكل با ارتفاع 10، 15 و 20 سانتي‌متر و طول باز شدگي 40 سانتي‌متر مورد استفاده قرار گرفتند. ضريب دبي و پروفيل سطح آب به دست آمده از اين شبيه‌سازي جهت اعتبار سنجي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شدند. يافته‌ها: يافته‌هاي پژوهش نشان داد مقادير محاسبه شده با داده‌هاي آزمايشگاهي تطابق خوبي داشته و درصد خطا براي ضريب دبي بين صفر تا 7 درصد مي‌باشد و ميزان خطا با كاهش عدد فرود كم­تر مي­ شود. طبق نتايج به دست آمده، با افزايش ارتفاع سرريز جانبي ميزان نوسانات سطح آب در كانال اصلي و در امتداد سرريز جانبي كاهش مي‌يابد. به طور متوسط با هر 5 سانتي‌متر كاهش ارتفاع سرريز جانبي، ميزان پايين‌افتادگي سطح آب 3 درصد كاهش مي‌يابد همچنين ضريب دبي سرريز جانبي با افزايش تعداد سيكل كنگره­ ها و با افزايش ارتفاع سرريز و عدد فرود بالادست كاهش مي‌يابد. بنابراين سرريز جانبي كنگره‌اي نيم‌دايره‌اي سه سيكل با ارتفاع 10 سانتي­متر داراي ضريب دبي بيش‌تري نسبت به ساير سرريزهاي مورد بررسي مي‌باشد. نتيجه ­گيري: بررسي عددي تاثير ارتفاع سرريز جانبي كنگره‌اي نيم‌دايره‌اي بر روي ضريب دبي و پروفيل سطح آب، اين امكان را فراهم كرد تا در كم‌ترين زمان و بدون هزينه ساخت سرريز، ضريب دبي و پروفيل سطح آب در مدل‌هاي مختلف با تغيير دادن ارتفاع سرريز، شعاع و تعداد سيكل كنگره‌ها بررسي شود.

Side weirs are important and practical hydraulic structures in water conveyance systems that are installed on the side wall of the channel to divert excess water from main channels. In this research, the effect of the height of two-side semicircular labyrinth side weir on the discharge coefficient and water surface profile in 3D by using the FLUENT software. side weirs were used in three, four and five cycles with a height of 10,15 and 20 cm and an opening length of 40 cm. The discharge coefficient and water surface profile obtained from this simulation were compared with experimental results for validation. The computed values have a good agreement with the experimental data and the error percentage for the discharge coefficient is between zero and 7% and the relative error was decreased by decreasing of Froude number. Based on the results, as the height of the side weir increases, the rate of water surface fluctuations in the main channel and along the side weir decreases. On average, with every 5 cm reduction in the height of the side weir, the rate of water surface decreases by 3%. Also, the discharge coefficient of the side weir decreases with decreasing congress radius and with increasing the side weir height and upstream Froude number. Therefore, the semicircular labyrinth side weir of three-cycle with height P = 10cm has a higher discharge coefficient than the other side weirs under study.