ارزيابي ضريب شدت جريان در سرريزهاي جانبي لبه تيز با مقاطع مستطيلي و مثلثي

Evaluation of Discharge Coefficient in Sharp Crested Side Weirs with Rectangular and Triangular Cross Sections

سرريزهاي جانبي از سازه هاي حفاظتي و انحراف جريان هستند كه در شبكه هاي آبياري و زهكشي و سيستم هاي فاضلاب شهري به كار مي روند. در تحقيق حاضر ضريب شدت جريان سرريزهاي جانبي لبه تيز با مقاطع عرضي مستطيلي و مثلثي بررسي شده و عوامل تاثيرگذار بر روي اين پديده با استفاده از تحليل ابعادي و روش هاي آماري شناسايي گرديد. همچنين در ادامه معادلاتي جهت محاسبه ضريب شدت جريان اين دو شكل از سرريز با خطايي در حدود 5 درصد براي سرريز مستطيلي و 3 درصد براي سرريز مثلثي ارايه شد. به منظور بررسي تاثير هر كدام از عوامل بر روي اين پارامتر نيز تحليل حساسيت ضريب جريان صورت گرفت. نتايج حاصل نشان مي دهد مهمترين عوامل موثر بر ضريب شدت جريان سرريزهاي مستطيلي و مثلثي به ترتيب عدد فرود و عرض كانال اصلي به عمق جريان در بالادست سرريز مي باشند. با در نظر نگرفتن اين عوامل خطاي برآورد ضريب شدت جريان در محاسبات تا 7 درصد براي سرريز مستطيلي و 4 درصد براي سرريز جانبي مثلثي افزايش خواهد يافت. همچنين برآورد دقيق ضريب شدت جريان، تنها با در نظر گرفتن شرايط هيدروليكي بالادست مناسب نمي باشد. ساختمان و شكل مقطع عبوري جريان نيز تاثير بسزايي بر اين پارامتر خواهد داشت به طوري كه اين نگرش، تا 3 درصد ميزان خطا را كاهش خواهد داد.

Side weirs are flow diversion and protection devices that are widely used in irrigation, land drainage and urban sewage systems. This study investigates the discharge coefficient of rectangular and triangular sharp crested side weirs and identifies the effective factors on this parameter by using dimensional analysis and statistical approaches. In addition to calculating the discharge coefficient, equations with 5 percent error for rectangular and 3 percent error for triangular shape have been proposed. For checking the effect of factors on this parameter sensitivity analysis is performed. The results demonstrate that the most important effective factors on discharge coefficient of the rectangular and triangular weirs are Froude number and dimensionless ratio of the main channel wide to the depth of flow in the upstream of the weir, respectively. Error of discharge coefficient (Cd) can be increased up to 7 percent for rectangular weir and 4 percent for triangular side weir with ignoring these factors. Also accurate estimation of discharge coefficient, merely with considering the upstream hydraulic condition, is not correct. The geometry of the cross section should be considered as an effective factor for determination of discharge coefficient, and this approach, decreases error of the calculation up to 3 percent.