مطالعه آزمایشگاهی ضریب جریان سرریزهای تناسبی خطی و جذری در کانال‌های مستطیلی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

اندازه‌گیری دقیق بده جریان در مجاری روباز و شبکه‌های انتقال آب و فاضلاب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده، به طوری که تاکنون انواع مختلفی از سازه‌ها از قبیل سرریزها، روزنه‌ها، فلوم‌ها و دریچه‌های کشویی به منظور اندازه‌گیری بده جریان ارائه شده‌اند. سرریزهای تناسبی دسته‌ای از سرریزهای لبه تیز هستند که به دلیل حساسیت کم نسبت به تغییر عمق بالادست از درستی بالایی برخوردار می‌باشند. در سرریزهای تناسبی نوع خطی، رابطه میان بده و بار آبی خطی است، در حالی‌که در انواع جذری و لگاریتمی آن، رابطه خطی به ترتیب میان بده و جذر بار آبی و لگاریتم بار آبی برقرار می‌باشد. در این تحقیق بر اساس مبانی نظری موجود در زمینه سرریزهای تناسبی و روش طراحی بدون بعد، سه نوع سرریز تناسبی خطی با مقاطع دودکشی، مثلثی معکوس و دو مثلثی معکوس و دو نوع سرریز تناسبی جذری با کناره‌های خطی یک تکه و دو تکه طراحی و ساخته شده و در انتهای یک کانال با مقطع مستطیلی تعبیه شدند. با انجام حدود 600 آزمایش در محدوده بده 2 الی 10 لیتر بر ثانیه بر روی سرریزها، برقراری رابطه خطی میان بده و بار آبی در سرریزهای تناسبی خطی و بده و جذر بار آبی در سرریزهای تناسبی جذری به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایش‌ها نشان دادند که ضریب بده تابعی از نسبت‌های بدون بعد بار آبی به ارتفاع تاج سرریز و طول تاج سرریز به ارتفاع تاج سرریز می‌باشد. با استفاده از بخش عمده‌ای از نتایج آزمایشگاهی رابطه‌ای میان بده و ضریب جریان برای هر کدام از سرریزها بدست آمد. مقایسه نتایج حاصل از روابط بدست آمده با باقی‌مانده نتایج آزمایشگاهی نشان داد که متوسط خطای معادلات ارائه شده برابر با 5/1 درصد است که بیانگر دقت مناسب روابط ارائه شده می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Baddour, R. E. (2008). Head-discharge equation for sharp-crested polynomial weir, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134(2), pp. 260-262.

Banks, W. H. H., Burch, C. R., and Shaw, T. L. (1968). The design of proportional and logarithmic thin-plate weirs, Journal of Hydraulic Research, 6(2), pp. 75-106.

Bos, M .G. (1989). Discharge measurement structures. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Publication No. 20, Wageningen, The Netherlands.

Chandrasekaran, D., and Rao, N. S. L. (1976). Characteristics of proportional weirs, Journal of the Hydraulics Division, 102(11), pp. 1677-1692.

French, R. H. (1985). Open-channel hydraulics, McGraw-Hill, New York.

Keshava Murthy, K., and Giridhar, D. P. (1990). Improved inverted V-notch or chimney weir, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 116(3), pp. 374-386.

Keshava Murthy, K., and Pillai, K. G. (1978). Design of constant accuracy linear proportional weir, Journal of the Hydraulics Division, 104(4), pp. 527-541.

Keshava Murthy, K., and Pillai, K. G. (1978). Modified proportional V-notch weirs. Journal of the Hydraulics Division, 104(5), pp. 775-791.

Keshava Murty, K., and Giridhar, D. P. (1989). Inverted v-notch: Practical proportional weir, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 115(6), pp. 1035-1050.

Lavek, H. R. (1961). A contribution to theoretical and experimental research on linear weirs, La Houille Blanche, Grenable, France, 16(4), pp. 469-494.

Rao, N. S. L., and Abdul Bhukari, C.H. (1971). Linear proportional weirs with trapezoidal bottom, Journal of Hydraulic Resources, 9(3), pp. 413-427.

Stout, O. V. P. (1897). A new form of weir notch, Transaction Nebraska Engineering Society, 1, 13.

Swamee, P. K., Pathak, S. K., Agarwal, M., and Ansari, A. S. (1991). Alternative linear weir design, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 117(3), pp. 311-323.

Troskolanski, A. T. (1960). Hydrometry: Theory and practice of hydraulic measurements, Pergamon Press

USBR. (1997). Water Measurment Manual 3rd edition-Chapter 9- Submerged orifices, Section 1.

Vatankhah, A. R. (2012). Head-discharge equation for sharp-crested weir with piecewise-linear sides, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(11), pp. 1011-1018.

Vatankhah, A. R. and Kouchakzadeh, S. (2009). Discussion of “Head-discharge equation for sharp-crested polynomial weir”, by Baddour, R.E. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 135(3), pp. 393-395.