ارزیابی آزمایشگاهی ضریب تخلیه سرریز جانبی کلید پیانویی و کنگره‌ای مستطیلی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 گـروه مهندسـی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشـگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

2 استادیار، گـروه مهندسـی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشـگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

3 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

سرریزها از مهم‌ترین سازه‌های هیدرولیکی هستند و نمونه‌ای از انواع آن‌ها، سرریز جانبی است. می‌توان از اشکال مختلف این سرریزها به سرریزهای غیرخطی در تاج مانند سرریزکنگره‌ای و کلید پیانویی اشاره نمود. در این تحقیق به‌صورت آزمایشگاهی ضریب تخلیه‌ سرریز‌های جانبی کنگره‌ای مستطیلی و کلید پیانویی در 3 سیکل و با 4 ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی‌متر مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. جهت انجام آزمایش‌های این پژوهش از کانال موجود در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 60 سانتی‌متر استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد در تمامی سرریزهای جانبی کنگره‌ای و کلید پیانویی نحوه تغییرات Cd و QL/Qn ، نسبت به Ht/P نزولی بوده و با افزایش مقدار Ht/P مقادیر Cd و QL/Qn کاهش می‌یابند. در تحقیق حاضر که سرریزهای ذکر شده به صورت جانبی در کانال تحت آزمایش قرار گرفتند نتایج نشان می‌دهد که سرریز جانبی کنگره‌ای مستطیلی راندمان و عملکرد بهتری نسبت به سرریز جانبی کلید پیانویی دارد. همچنین سرریزهای کنگره‌ای مستطیلی با ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی‌متر به ترتیب برای مقادیر بیش از Ht/P ، 0/95، 0/66، 0/46 و 0/32 با افزایش نسبت Ht/P سرریز از عملکرد مطلوب خود خارج شده و راندمان آن به شدت کاهش پیدا می‌کند این مقادیر برای سرریزهای کلید پیانویی به ترتیب برابر با 0/88، 0/6، 0/44 و 0/35 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Abrishami, J. and Hosseini, M. (2017). Hydraulic Open Canals. Mashhad University Press, 19th edition. (In Persian)
Anderson, R.M. (2011). Piano key weir head discharge relationships. All Graduate Theses and Dissertations, Utah State University, 80p.
Anderson, R.M. and Tullis, B.P. (2012). Comparison of piano Key and rectangular Labyrinth Weir Hydraulics. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 138(4), 358-361.
Baracouda, M., Cazaillet, O., Jones, B.A., Lacroix, S., Laugier, F. and Odeyer, J.P. (2006). Cost-effective increase in stroge and safety of most dams using fuse gates or P.K. weirs. Proc. 22nd ICOLD Congress. Barcelona, Spain.
Darvas, L.A. (1971). Performance and design of labyrinth weirs. Journal of Hydraulic Division, ASCE 97(8), 1246-1251.
De Marchi, G. (1934). Saggio di teoria de funzionamente degli stramazzi letarali, L'Energia Elettrica, 11(11), 849–860.
Karimi, M., Attari, J., Saneie, M. and Jalili, M. (2017). Experimental study of discharge coefficient of a Piano Key Side Weir , Labyrinth and piano key weirs III - PKW 2017, CRC Press, London, 109-116.
Kazemi, J., Saneie, M. and Azhdari Moghadam, M. (2016). The effect of the scale on the profile of the water surface in an Ogee Weir with curvature in plan and with converging lateral walls. Journal of Applied Research of Irrigation and Drainage Structures Engineering. 17(66), 119-136. (In Persian)
Khayyat Rostami, S. (2016). Comparison of Hydrailics of Trapezoidal Piano Key and Labyrinth Weir. Master of Science Thesis, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, 204p. (In Persian)
Lempérière, F. and Ouamane, A. (2003). The Piano Key weir: A new cost effective solution for spillway. Hydraulic and Dams. Official Journal of the Intervational Hydro Power Association. 10(5), 144-149.
Magalhães, A. and Lorena, M. (1989). Hydraulic Design of Labyrinth Weirs.  Report No. 736, National Laboratory of Civil Engineering, Lisbon, Portugal.
Machiels, O. (2012). Experimental study of the hydraulic behavior of Piano key weir. PhD Thesis ULgetd, Univerity of Liege.
Mahmoudian, S. (2016). Discharge Coefficient Analysis of Piano Key Side Weir in Subcritical Flow. Master of Science Thesis, Shahid Bahonar University, Kerman, 136p. (In Persian)
Mehboudi, A., Attari, J. and Hosseinia, S.A. (2016). Experimental study of discharge coefficient for trapezoidal piano key weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 50, 65-72.
Monjezi, R., Heidarnejad, M., Masjedi, A., Hossein Purmohammadi, M. and Kamanbedastb, A. (2018). Laboratory investigation of the Discharge Coefficient of flow in arced labyrinth weirs with triangular plans. Flow Measurement and Instrumentation, 64, 64-70.
Pralong, J., Vermeulen, J., Blancher, B., Laugier, F., Erpicum, S., Machiels, O., Pirotton, M., Boillat, J. L., Leite Ribeiro, M. and Schleiss, A.J. (2011).
 A naming convention for the piano key weirs geometrical parameters. Proc. Int. Conf. In Labyrinth and Piano Key Weirs Liège B, 271–278. Boca Raton, FL, CRC Press.
Seyed Javad, M., Saneie, M. and Omid Naeeni, S. (2019). Experimental study of discharge coefficient of a Trapezoidal Piano Key Side Weir. Journal of Hydraulics, 14(2), 33-46.
Tullis, J.P., Amanian, N. and Waldron, D. (1995). Design of labyrinth spillways, J.