بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی سرریز جانبی کلید پیانویی ذوزنقه‌ای

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 مهندسی عمران،دانشکده عمران،دانشگاه تهران،تهران،ایران

2 گروه مهندسی رودخانه و سواحل، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران] ایران

3 استاد دانشگاه تهران

چکیده

سرریز، یک سازه هیدرولیکی است که برای عبور آب‌های اضافی و سیلاب‌ها از بالادست به پایین‌دست سدها استفاده می‌شود. سرریزهای جانبی از انواع سازه‌های هیدرولیکی هستند که با اهداف مختلف در دستگاه‌های انتقال آب احداث می‌شوند. سرریز جانبی با ارتفاعی کمتر از ارتفاع دیواره کانال احداث‌شده و هنگامی‌که سطح آب بالا می‌آید سرریز جانبی باعث تنظیم دبی و کنترل سطح آب در کانال اصلی می‌گردد. این تحقیق طی یک بررسی آزمایشگاهی در کانالی با طول 10 متر ، 6/0 متر عرض ،6/0 ارتفاع و 16 مدل سرریز کلید پیانویی تیپ A ذوزنقه‌ای با سه‌پایه متفاوت 10، 15 و 20 سانتی‌متر انجام‌شده است. سرریزهای مذکور در دو حالت موردبررسی قرارگرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که سرریز با پایه 15 سانتی‌متر در هر دو حالت در نسبت بی‌بعد 4/0 > H/P> 2/0 دارای بیشترین میزان ضریب دبی عبوری بوده و در نسبت بی‌بعد 5/0 < H/P سرریز با پایه 20 سانتی‌متر دارای بیشترین ضریب دبی عبوری می‌باشند.همچنین در شرایط آزمایشگاهی مشابه سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای 4 برابر بیشتر از سرریز کلید پیانویی مستطیلی آب را از خود عبور می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


Abrishami, J. and Hosseini, M. (2017). Hydraulic open canals. Mashhad University Press, 19th edition. (In Persian)

Afzalian,A., and Ahadian, J. (2015). Piano Key Weir with Angular Parameters.National Science and Irrigation Engineering, 38(2): 91-102. (In Persian)

Anderson, R., and Tullis, B. (2012). Piano Key Weir: Reservoir versus channel application. J. Irrig. Drain Eng. 138(8): 773–776.

Anderson, R.M. (2011). Piano key weir head discharge relationships. All Graduate Theses and Dissertations, Utah State University.

Anderson, R. M., and Tullis, B.P. (2013). Piano key weir hydraulics and labyrinth weir comparison. J. Irrig. Drain Eng. 139(3): 246-253.

Aydin, M.C., and Emiroglu, M.E. (2013). Determination of capacity of labyrinth side weir by CFD. J. Flow Measurement and Instrumentation. 29: 1–8.

Bilhan, O., Emiroglu, M. and Miller, C.J. (2016). Experimental Investigation of Discharge Capacity of Labyrinth Weirs with and without Nappe Breakers. J. Mechanics.6(7): 207-221.

Cicero, G.M., Delisle, J., Lefebvre, R., and Vermeulen, V. (2013). Experimental and numerical study of the hydraulic performance of a trapezoidal Piano Key weir. In: proceeding of labyrinth and piano key weirs. London. UK. 265-272.

Crookston B .M .and Tullis, B.P. (2013). Hydraulic Design and Analysis of Labyrinth Weirs. I: Discharge Relationships. J. Irrig. Drain Eng. 139: 363-370.

Erpicum, S., Silvestri, A., Dewals, B., Archambeau, P., Pirotton, M., Colombié, M., and Faramond, L. (2013). Escouloubre Piano Key weir: Prototype versus scale models, Labyrinth and Piano Key weirs II. CRC press. London. 65–72.

Gandoshmin, A. and Norouzi, B. (2014). 3D hydrodynamics of curved piano key overflows on plan. Journal of Hydraulics. 9(3): 61-79. (In Persian)

Hamidinia, M., Heidarnejad, M., Pourmohammadi, M.H., Masjedi, A. and Bordbar, A. (2019). Numerical modeling of the flow field around vertical circular weirs with piano key input. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(3): 543-553. (In Persian)

Kabiri-Samani, A., Borghei, S.M. and Esmaili, H. (2011). Hydraulic performance of labyrinth side weirs using vanes or piles. Water Management. 164(5): 229-241.

Kabiri-Samani, A.R. and Javaheri, A. (2012). Discharge coefficient for free and submerged flow over the piano key weirs. J. Hydraulic Res. 50(1), 114-120.

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.109-116.

Karimi, M., Attari, J., Saneie, M. and Jalili Ghazizadeh, M.R. (2018). Side Weir Flow Characteristics: Comparison of Piano Key, Labyrinth, and Linear Types. J. Hydraul. Eng. 144(12): 1-13.

Kazemi, J., Sanei, 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)

Laugier, F. (2007). Design and construction of the first Piano Key Weir (PKW) spillway at the Goulours dam. Int. J. Hydropower & Dams. 14(5): 94-101.

Lefebvre, V., Vermeulen, J. and Blancher, B. (2013). Influence of geometrical parameters on PK-Weirs discharge with 3D numerical analysis Labyrinth and piano key weirs-PKW. CRC press, London. 49-56.

Lempérière, F. and Ouamane, A. (2003). The Piano Keys weir: a new cost-effective solution for spillways. Int. J. Hydropower & Dams.10(5):144-149.

Lempérière, F., Vigny, J.P. and Ouamane, A. (2011). General comments on Labyrinths and Piano Key Weirs: The past and present. Labyrinth and Piano Key Weirs. London. 17-24.

Machiels, O., Erpicum, S., Dewals, B., Archambeau, P., and Pirotton, M. (2011). Experimental observation of flow characteristics over a Piano Key Weir. J. Hydraulic Research. 49(3): 359–366.

Mehboudi, A., Attari, J., and Hosseini, S.A. (2016). Experimental study of discharge coefficient for trapezoidal piano key weirs. J. Flow Measurement and Instrumentation. Elsevier. 50, 65-72.

Mehri, Y., Soltani, J., Saneie, M., and Rostami, M. (2018). Discharge Coefficient of a C-Type Piano Key Side Weir at 30° and 120° Sections of a Curved Channel.J. Civil Engineering. 4(7): 1702-1713.

Nasiri, S., Kabiri Samani, A.R. and Asghari, K. (2016). Numerical modeling of the flow field around vertical circular with piano key weir. J. Hydraulic Res. 11(1): 53-66. (In Persian)

Oertel, M. (2016). Sensitivity Analysis for Discharge Coefficients of Piano Key Weirs.Hydraulic Structures and Water System Management. 6th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures, Portland, 557-565.

Oertel, M. (2015). Discharge coefficients of piano key weirs from experimental and numerical models. 36th IAHR World Congress the Hague. Netherlands.

Ouamane, A. and Lempérière, F. (2006). Design of a new economic shape of weir. Proc. Int. Symp. Dams in the Societies of the 21st Century. Barcelona, 463–470.

Rezaei, M., Amedi, A. and Aqajani Mazandarani, Q. (2016). Experimental study of rectangular Labyrinth Weir. Journal of Water and Soil. 29(6): 1438-1446 (In Persian).

Ribeiro, M.L., Boillat, J.L., Schleiss, A., Laugier, F., and Albalat, C. (2007). Rehabilitation of St-Marc dam-experimental optimization of a piano key weir. Proc. of 32nd Congress of IAHR. Vince. Italy.

Roshangar, K., Majediasl, M., Alami, M.T., and Shiri, J. (2018). Evaluation of the effect of arc-cycle angular variations on discharge coefficient of Labyrinth arches and arc Piano key. Iranian Journal of Soil and Water Research. 49(2): 341-351. (In Persian)

Yarahmadi, B. and Ahadian, J. (2015). Hydraulic Experimental Piano Key Weir Flow in Different Blend Spacers. National Science and Irrigation Engineering. 39(4): 47-58. (In Persian)