بررسي آزمايشگاهي ضريب دبي سرريزهاي جانبي لبه تيز مركب

Experimental investigation of discharge coefficient for compound sharp crested side weirs

سرريز جانبي يكي از معمول ترين سازه هاي كنترل و انحراف جريان در آزمايشگاه هاي هيدروليك، شبكه هاي آبياري و زه كشي، كانال هاي انتقال آب و فاضلاب است. سرريزها عموماً لبه تيز بوده و از نظر دقت اندازه گيري دبي و نيز تخليه جريان، داراي محدوديت مي باشند، به همين دليل در اين پژوهش براي اولين بار سرريزهاي جانبي لبه تيز با مقطع مركب (تركيبي) پيشنهاد شده است. اندازه گيري دقيق تر جريان در محدوده وسيعي از دبي ها نسبت به سرريزهاي جانبي ساده از جمله موارد برتري اين گونه سرريزها مي باشد. در اين پژوهش براي برآورد ضريب دبي، آزمايش هايي بر روي يك سرريز جانبي مركب مستطيلي- مستطيلي و با عرض و ارتفاع متغير انجام شده است. تحليل ابعادي پارامترهاي موثر بر دبي جريان عبوري از سرريز مركب نشان داد كه ضريب دبي اين سرريز تابعي از عدد فرود در بالادست جريان، نسبت ميانگين وزني ارتفاع تاج سرريز به عمق جريان در بالادست سرريز و عرض كانال به عمق جريان در بالادست سرريز است. ابتدا براساس نتايج آزمايشگاهي و نيز اصول بهينه سازي، رابطه اي بدون بعد براي محاسبه ضريب دبي سرريز استخراج شده و سپس رابطه جديدي براي محاسبه دبي جريان عبوري از سرريزهاي جانبي مركب مستطيلي پيشنهاد شده است. با مقايسه آماري نتايج اين رابطه با 0/ 0 و 98 / داده هاي آزمايشگاهي، ضريب تبيين معادله در مراحل واسنجي و صحت سنجي به ترتيب 96 6 درصد به دست آمده است. / به دست آمد. همچنين متوسط خطاي نسبي اين رابطه حدود 4

Side weir is one of the most common structures for flow control and diversion in hydraulic laboratories, irrigation and drainage networks and water and waste water channels. Side weirs are generally sharp crested and have limitations in measuring discharge, hence in this study, the compound sharp crested side weirs have been suggested, for the first time. Accurate flow measurement in wide range of discharges in comparison with simple side weirs, is one of the main characteristics of these weirs. Some experiments have been carried out in a rectangularrectangular compound side weir with variable heights and widths. Dimensional analysis of effective parameters on flow discharge of a compound weir illustrates that its discharge coefficient is a function of upstream Froude number, ratio of weighted height of weir crest to upstream water depth and ratio of channel width to upstream water depth. Based on the experimental data and optimization technique, a dimensionless equation has been developed for calculation of the discharge coefficient. Then, a new equation has been proposed for prediction of flow discharge in compound rectangular-rectangular sharp crested side weirs. Through comparison of results of this new equation and experimental data, the determination coefficients of training and testing data were calculated as 0.96 and 0.98, respectively. Also, mean average relative error was 6.4%.