نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

بررسی آزمایشگاهی تاثیر تغییر پارامترهای هندسی و بهبود کارایی هیدرولیکی سرریزهای کنگره‌ای

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسنده
دانشگاه آزاد ملکان
چکیده
دبی جریان در سرریزها به طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است، در‌صورتی که عرض کانال یا‌ مخزنی که سرریز بر روی آن اجرا می‌شود محدود باشد، یکی از راهکارهای افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ کردن سرریز در پلان می‌باشد. در این تحقیق تعداد 196 آزمایش بر روی 9 مدل فیزیکی با تغییر پارامترهای هندسی از جمله زاویه دیواره سرریز (α)، ارتفاع سرریز (P)، شکل دماغه‌ها، فرم تاج سرریز و شیب دهانه‌های ورودی جهت بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کنگره‌ای انجام گردید. ضریب دبی سرریزهای کنگره‌ای با زاویه دیواره (o12=α) کمتر از زوایای دیگر (o20و o35=α) بدست آمده است. علت آن را می‌توان چنین بیان کرد که با افزایش زاویه دیواره سیکل‌ها، زاویه نزدیک شدن جریان با دیواره سیکل‌ها به حالت عمودی نزدیک‌تر شده و این سرریزها شبیه سرریزهای خطی عمل می‌کنند و در نتیجه ضریب دبی جریان بیشتر می‌شود. شیب‌دار کردن دهانه-های ورودی بدلیل کاهش افت جریان ورودی به سرریز و همچنین افزایش 10 درصدی ارتفاع سرریز و تغییر فرم تاج سرریز به فرم ربع دایره‌ای، ضریب دبی را افزایش داده ولی با نیم‌دایره‌ای کردن دماغه‌های بالادست تاثیر چندانی در ضریب دبی مشاهده نگردید. کارایی سیکل سرریزهای کنگره‌ای با افزایش زاویه دیواره‌ها کاهش می‌یابد بطوریکه در 2/0=H t/p کارایی سیکل سرریزهای کنگره‌ای با زوایای دیواره 35، 20 و 12 درجه به ترتیب برابر 1، 2 و 3 بدست آمده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Azhdari Moghadam, M., Amanian, N. & Jafari Nadoushan, E. (2013). Geometry optimization of triangle labyrinth spillway using ANFIS Models and Genetic Algorithms. Journal of Modeling in Engineering, 7(19), 57-68. (In Persian)
Azhdary Moghaddam., M. & Jafari Nadoushan. E.A. (2013). Optimization of Geometry of trapezoidal labyrinth Spillway with using ANFIS Models and Genetic Algorithms (Ute Dam Case Study in the United States of America). Ferdowsi Civil Engineering, 24(2), 129-140. (In Persian)
Azhdari Moghadam, M. & Jafari Nadoushan, E. (2013). Hydraulic Design of a Trapezoidal Labyrinth Spillway Using Computational Hydrodynamics. MCEJ, 13(2), 1-12. (In Persian)
Bijankhan, M. & Kouchakzadeh, S. (2017). Unified discharge coefficient formula for free and submerged triangular labyrinth weirs. Flow Meas Instrum, 57, 46–56.
Christensen, N.A. (2012). Flow Characteristics of Arced Labyrinth Weirs. M.Sc. Thesis, Utah State University, Logan, UT.
Crookston, B.M. (2010). Labyrinth weirs. Ph.D. dissertation, Utah State University, Logan, UT.
Dabling, M.R., Tullis, B.P. & Crookston, B.M. (2013). Staged Labyrinth Weir Hydraulics. J. of Irr. And Drain. Engrg., 139(11), https://doi.org /10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000636.
Darvas, L. (1971). Discussion of performance and design of labyrinth weirs, by Hay and Taylor. J. of Hydr. Engrg. ASCE, 97, 1246-1251.
Emiroglu, M., Kaya, N. & Agaccioglu, H. (2010). Discharge capacity of labyrinth side weir located on a straight channel. J. of Irr. And Drain. Engrg., 136(1), 37-46.
Gentilini, B. (1940). Stramazzi con cresta a planta obliqua e a zig-zag. Memorie e Studi dell Instituto di Idraulica e Construzioni Idrauliche Del Regil Politecnico di Milano, No. 48; Politecnico di Milano: Milano, Italy, 1941. (In Italian)
Hakim, S.S. (2017) Hydraulic behaviour of sharp-crested rectangular and triangular labyrinth weirs with downstream pool. MSc. Thesis, Lakehead University, Thunder Bay, Canada, 123p.
Hamidinia., M., Heidarnejad., M., Purmohammadi, M.H., Masjedi, A. & Bordbar, A. (2018). Experimental Study of the Effect of Parapet Wall Location on the Performance of Trapezoidal Labyrinth and Piano-Key Weirs. Iran Water and Soil Research, 50(3), 543-553. (In Persian)
Hay, N. & Taylor, G. (1970). Performance and design of labyrinth weirs. J. of Hydr. Engrg. ASCE, 96(11), 2337-2357.
Lopes, R., Matos, J. & Melo, J. (2009). Discharge capacity for free-flow and submerged labyrinth weirs. Proc. 33rd IAHR Congress, Water Engineering for a Sustainable Environment, Vancouver BC, Canada, 1054-1061.
Lux, F. & Hinchliff, D. (1985). Design and construction of labyrinth spillways. 15th Congress ICOLD, Vol. IV, Q59-R15, Lausanne, Switzerland, 249-274.
Magalhães, A. & Lorena, M. (1989). Hydraulic design of labyrinth weirs. Report No. 736, National Laboratory of Civil Engineering, Lisbon, Portugal.
Magalhães, A. & Lorena, M. (1994). Perdas de energia do escoamento sobre soleiras em labirinto. Proc. 6º SILUSB/1º SILUSBA, Lisboa, Portugal, 203-211. (In Portuguese)
Majedi Asl, M., Omidpour Alavian, T. & Kouhdaragh, M. (2023). Comparison of The Hydraulic Efficiency of labyrinth Weirs with a Quarter and Semi-Circular Crest Shape Using Neural Networks (QNET, SVM, GEP, ANN). Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 17(4), 787-804. (In Persian)
Majedi Asl, M., Omidpour Alavian, T. & Kouhdaragh, M. (2023). Laboratory Investigation of the Effect of Wall Slope on the Discharge Coefficient of Trapezoidal Arced Labyrinth Weirs. JWSS, 27(4), 281-297. (In Persian)
Majedi Asl, M., Omidpour Alavian, T. & Shamsi, V. (2023). Comparison of Hydraulic Efficiency of Arched Non-linear Weirs in Plan Using GEP and SVM Neural Networks. JWSS, 27(3), 179-199.
Majedi-Asl, M., Ghaderi, A., Kouhdaragh, M. & Omidpour Alavian, T. (2024). A performance comparison of the Meta model methods for discharge coefficient prediction of labyrinth weirs. Flow Measurement and Instrumentation, 96, 102563, https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst. 2024.102563.
Mansouri, R., Esmaeili Varaki, R., Navabian, M. (2017). Experimental study of the geometric effect of trapezoidal labyrinth weirs on increase of the dissolved oxygen. Iran Water and Soil Research, 49(5), 997-990. (In Persian)
Melo, J., Ramos, C. & Magalhães, A. (2002). Descarregadores com soleira em labirinto de um ciclo em canais convergentes. Determinação da capacidad de vazão. Proc. 6° Congresso da Água, Porto, Portugal. (In Portuguese)
Nezami, F., Farsadizadeh, D., Hosseinzadeh Dalir, A. & Salmasi, F. (2012). Experimental Study of Discharge Coefficient of Trapezoidal Labyrinth Side-Weirs. Journal of Water and Soil Science, 23(1), 247-257. (In Persian)
Roushangar, K., Alami, M.T., Shiri, J. & Majedi Asl, M. (2018). Determining discharge coefficient of labyrinth and arced labyrinth weirs using support vector machine. Hydrol Res., 49(3), 924-938.
Roushangar, K., Taghi Alami, M., Shiri, J. & Majedi Asl., M. (2017). Evaluation Effect of Changing the Cycle Arc Angle on Discharge Coefficient of Arced Labyrinth and Arced Piano Key Weirs. Iran Water and Soil Research, 94(1), 341-351. (In Persian)
Taghizadeh., H., Arzanlou, A. & Kardan, N. (2019). Numerical Investigating the Effect of Changing the Ogee Profile of Three-Sided Spillways on Improving their Hydraulic Performance. MCEJ, 19(1), 79-90.
 
Taylor, G. (1968). The performance of labyrinth weirs. Ph.D. Thesis, University of Nottingham, Nottingham, England.
Tullis, B., Young, J. & Chandler, M. (2007). Head-discharge relationships for submerged labyrinth weirs. J. of Hydr. Engrg. ASCE, 133(3), 248-254.
Tullis, P., Amanian, N. & Waldron, D. (1995). Design of labyrinth weir spillways. J. of Hydr. Engrg. ASCE, 121(3), 247-255.
United States Bureau of Reclamation (USBR). (1987). Design of Small Dams. Department of the Interior, Washington, DC.
Willmore, C. (2004). Hydraulic characteristics of labyrinth weirs. M.S. Thesis, Utah State University, Logan, Utah.
Yasi, M. & Mohammadi, M. (2007). Study of Labyrinth Spillways with Curved Planform. Journal of Crop Production and Processing, 11(41), 1-13. (In Persian)

  • تاریخ دریافت 28 شهریور 1403
  • تاریخ بازنگری 13 آذر 1403
  • تاریخ پذیرش 29 آذر 1403