سرریز ارتفاع متغیّر چرخان (VHW): طراحی و عملکرد هیدرولیکی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 گروه آبیاری آبادانی، پردیش کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشگاه تهران-پردیس کشاورزی و منابع طبیعی

3 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی

10.30482/jhyd.2021.271045.1507

چکیده

چکیده
در این تحقیق یک سرریز ارتفاع متغیّر چرخان طراحی، احداث و آزمون شد. این سرریز می‌تواند برای تنظیم سطح آب و اندازه‌گیری دبی در کانال‌های روباز به کار رود. از مزایای طرح و شکل هندسی آن انرژی لازم کمتر برای حرکت آن نسبت به سازه‌های مشابه دیگر. بدنه سرریز ارتفاع متغیّر چرخان از دو مقطع ربع دایره در طرفین و یک مقطع مستطیل شکل در کف تشکیل شده است. در شرایط بازشدگی کامل، بخش مستطیل شکل بصورت افقی قرار می‌گیرد و حداکثر سطح مقطع برای عبور جریان را فراهم می‌کند. با چرخش بدنه، این سازه مانند یک سرریز عمل می‌کند و ضمن تنظیم سطح آب، دبی معینی را نیز عبور می‌دهد. برای تعیین رابطه دبی-تراز این سازه در جریان آزاد، آزمایش‌هایی انجام شد و از سه روش هیدرولیکی، توانی و آنالیز ابعادی برای تحلیل داده‌ها استفاده شد. شاخص‌های آماری نشان داد که روابط به‌دست آمده از آنالیز ابعادی با متوسط خطای 4/4 درصد، نتیجه بهتری ارائه کرد. طبق نتایج، رفتار هیدرولیکی این سرریز در زوایای کمتر از 35 درجه و بیشتر از آن متفاوت است که دلیل آن به اثر تسهیل‌کننده بدنه سازه برای عبور جریان در زوایای بیش از 35 درجه است منسوب شد.

کلیدواژه‌ها


Amiri Tokaldany, E. and Siahi, M.K. (2008). Design of Irrigation Canals and Related Structures, University of Tehran Press, Iran, 494p. (In Persian)
Bos, M.G. (1989). Discharge Measurement Structures, International Institute for Land Reclamation and Improvement/ILRI, Wageningen, The Netherlands, 401p.
Chaudhry, M.H. (2008). Open-Channel Flow, Springer Science+Business Media, LLC, New York, 523p.
Clemmens, A.J., Wahl, T.L., Bos, M.G. and Replogle, J.A. (2001). Water Measurement with Flumes and Weirs, International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands, 382p.
Francis, J.B. (1883). Lowell Hydraulic Experiments, D.Van Nostrand Company, Inc, New York.
Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow, Macmillan Publishing Company, Inc, New York. Collier Macmillan Publishers, London, 522p.
Marashi, A., Kouchakzadeh, S., Yonesi, H.A. and Torabi-Poudeh, H. (2020). Hydraulics of Rotary Gate: Novel Structure for Semicircular Canals, 147(4), DOI:10.1061/ (ASCE)IR.1943-4774.000 1537.
Naghaei, R. and Monem, M.J. (2016). Development of a Mathematical Model of Lopac Gates in Accordance with the ICSS Hydrodynamic Model, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 142 (10), 04016043(1-8).
Nikmehr, S. (2016). Demand-Oriented Designing of Irrigation Canals Based on Automation, Phd Thesis, University of Tehran, 189p. (In Persian)
Wahlin, B.T. and Replogle, J.A. (1994). Flow Measurement Using an Overshot Gate, UMA Engineering, Inc, USA, 24p.
Wahlin, B. and Zimbelman, D. (2014). Canal Automation for Irrigation Systems, ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice. No. 131, 265p.
White, F.M. (2001). Fluid Mechanics, The McGraw-Hill Company, 826p.