بررسي آزمايشگاهي هيدروليك جريان در 3 مدل سرريز فيوزگيت (WLH، خطي و خطي با نيمرخ مايل) با افزايش شيب كانال

Experimental Investigation of Flow Hydraulic over 3 Model of Fuse gate Spillways (WLH, Straight, and Straight with Inclined Side view) with Increasing Canal Slope

فیوزگیت یكی از انواع سرریزها است كه با توجه به نمای از بالا، به دو مدل تاج مستقیم و تاج كنگره­ای تقسیم می­شود. فیوزگیت­های تاج كنگره­ای با افزایش طول تاج، ظرفیت تخلیه و ذخیره آب در مخزن، می­تواند در زمان سیلابی با كاهش ارتفاع آب بالای سازه، از آب­گرفتگی زمین­های بالادست جلوگیری كند كه شامل سه نوع: دریچه باریك با بار كم (NLH)، دریچه عریض با بار كم (WLH) و دریچه عریض با بار زیاد (WHH) است. در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی تأثیر افزایش شیب كانال بر روند ضریب دبی در 3 مدل فیوزگیت WLH، خطی و خطی با نیمرخ مایل پرداخته شد. این مدل­ها از جنس پلكسی گلاس با ارتفاع جام 7/16 سانتی­متر می­باشد. آزمایش­ها در كانال آزمایشگاهی شیب­پذیر به طول 12 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 8/0 متر انجام شد. نتایج نشان داد كه ضریب دبی سرریز فیوزگیت به پارامتر h/H بستگی دارد. در فیوزگیت كنگره­ای با افزایش دبی، ضریب دبی به­صورت سهمی كاهش می­یابد و در فیوزگیت­های با تاج مستقیم، ضریب دبی به­صورت خطی در شیب­های مختلف حالت افزایشی، تقریباً ثابت و كاهشی دارد. در هر 3 مدل با افزایش شیب، عمق آب پایین‌دست سرریز كم و مقدار ضریب دبی افزوده می­شود. مقایسه مدل­ها نشان داد كه در یك h/H ثابت، سرریز خطی با نیمرخ مایل ضریب دبی بالاتری دارد و بیشترین حجم آب را در مخزن ذخیره می­كند. هم­چنین مشخص شد، در یك دبی ثابت مدل WLH از ارتفاع آب بالادست پایین­تری برخوردار است. در نهایت، معادله ضریب دبی فیوزگیت­های كنگره­ای و مستقیم به­ترتیب به­صورت توانی و خطی استخراج شد كه پارامترهای آماری محاسبه شده حاكی از دقت بالای معادلات است.

Fuse gate is one of the spillway types that according to the plan view have two models of straight and labyrinth crest. Labyrinth crest fuse gates with increasing crest length, discharge capacity and storage of water in reservoir, can prevent flooding of upstream land by reducing water level above the structure. They have three different types: Narrow Low Head (NLH), Wide Low Head (WLH), and Wide High Head (WHH). In this study, the effect of increasing canal slope on discharge coefficient in 3 models of fuse gate: WLH, Straight, and Straight with Inclined Side view was investigated. These models were made of Plexiglas with a bucket height of 16.7 cm. Tests were made in a sloping experimental canal with a length of 12 m, width of 0.5 m, and height of 0.8 m. The results showed that the discharge coefficient of fuse gate spillway depends on h/H. In WLH model of fuse gate, the discharge coefficient reduces as parabolic with increasing discharge and in Straight Fuse gates, the discharge coefficient in the form of linear has increasing, constant and decreasing depending on the slopes. In all 3 models with increasing slope, the downstream water depth of spillway reduces and discharge coefficient value increases. Model comparison showed that in a constant h/H, the Straight spillway with Inclined Side view has higher discharge coefficient and stores the maximum volume of water in the reservoir. It was also found that at a constant discharge, the WLH model has lower upstream water level. Finally, the discharge coefficient equation for straight and labyrinth fuse gates were obtained in the form of linear and power functions. The statistical analysis indicated high accuracy of the equations.