بخشی از مقاله
چکیده
سرریز جانبی در کناره کانال نصب و با بالا آمدن سطح آب، باعث خروج آب اضافی کانال میشود. در این تحقیق اثر استفاده یا عدم استفاده از پرههاي هادي روي زاویه جت خروجی از سرریز جانبی لبه تیز مستطیلی بررسی و مقایسه شده است. براي تعیین سرعت روي تاج سرریز از دستگاه ADV استفاده شد. بررسیها نشان داد در هر دو حالت حضور و عدم حضور پرههاي هادي، با نزدیک شدن به انتهاي سرریز زاویه جت خروجی از سرریز کاهش پیدا میکند. حضور پرههاي هادي باعث کاهش زاویه جت خروجی میشود. با افزایش عدد فرود بالادست تاثیر پرههاي هادي روي کاهش زاویه جت خروجی نیز بیشتر میشود.
کلمات کلیدي: سرریز جانبی، دستگاه ADV ، پرههاي هادي، زاویه جت خروجی، عدد فرود
.1 مقدمه
سریز جانبی سازهایست که در دیواره کانال نصب می شود و هرگاه سطح آب از سطح سرریز بالا تر بیاید قسمتی ازجریان توسط آن به خارج از کانال انتقال مییابد. از این نوع سازه براي مقاصدي همچون انتقال آب، انحراف سیلاب و کنترل دبی در کانال و رودخانه استفاده میشود. شکل 1 نمایی از یک سرریز جانبی لبهتیز مستطیلی را نشان میدهد.
مطالعات کمی روي سرریز جانبی تا سال 1934 صورت پذیرفت. با بررسی سرریزهاي جانبی، پایه و اساس مطالعات بعدي را روي سرریزهاي جانبی شکل داد .[6] بیان کردند که مرکز کانال بالادست سرریز، بهترین محل براي اندازهگیري عمق جریان میباشد .[10]
اظهار داشتند که سرعت طولی روي تاج سرریز جانبی به مراتب بزرگتر از سرعت میانگین کانال میباشد . ضریب دبی سرریز جانبی را در شرایط زیربحرانی بررسی کردند. آنها بیان داشتند که طول مؤثر سرریز جانبی 5 سانتیمتر از طول واقعی آن کمتر میباشد .[9]
معادله دیفرانسیلی جریان متغیر مکانی با کاهش دبی را بر اساس عدد فرود موضعی، شیب کانال و ضریب زبري مانینگ بازنویسی کردند .با استفاده از معادله مومنتم مدلی ریاضی براي تعیین پروفیل سطح آب و مقدار جریان در سرریزهاي لبهپهن جانبی و در شرایط ماندگار پیشنهاد نمود .
تاثیر خصوصیات هیدرولیکی جریان و شکل کانال و سرریز را روي جریان عبوري از روي سرریزهاي لبهتیز مستطیلی در شرایط زیربحرانی بررسی نموده و نتیجه گرفتند که تاثیر شیب کانال بر روي ضریب دبی سرریزهاي جانبی ناچیز میباشد .[3]
مطالعاتی روي سرریزهاي جانبی که در کانال دایرهاي نصب شده بودند انجام دادند. آنها با تنظیم شرایط به گونه اي که جریان در بالادست زیربحرانی و در طول سرریز فوقبحرانی باشد و با اندازهگیري دبی جزئی در طول تاج سرریز بیان داشتند که شدت جریان درکانال اصلی با افزایش نسبت x/d کاهش مییابد d - قطر کانال دایرهاي وx فاصله طولی از ابتداي سرریز میباشد - . [8]
یکی از روشهاي مهم براي افزایش دبی از روي سرریزهاي جانبی استفاده از پرههاي هادي میباشد.با بررسی سرریزهاي جانبی در حضور پرههاي هادي و شرایط فوقبحرانی بیان داشتند که پرههاي هادي باعث انحراف بیشتر جریان به سمت سرریزهاي جانبی میشود. آنها بیان داشتند که در جریان هاي با مقدار کم تأثیر پرههاي هادي قابل ملاحظه است .[4]
تأثیر پرههاي هادي و گروه شمع را روي سرریزهاي جانبی نوكاردکی مورد بررسی قرار دادند. نتایج آنها نشان داد که استفاده از پرههاي هادي و گروه شمع ضریب دبی را تا 30 درصد افزایش میدهد. آنها بیان داشتند که در حالت حضور پرههاي هادي در انتهاي سرریز بیشترین افزایش ضریب دبی حاصل شده است .[1]
خصوصیات جریان برروي سرریزهاي جانبی لبهتیز مستطیلی را مورد بررسی قرار دادند. آنها بیان داشتند که سرعت عمود بر سریز جانبی در طول سرریز افزایش یافته و بیشترین دبی المانی عبوري از سرریز از انتهاي سرریز عبور میکند .[2]
هدف اصلی از این تحقیق، بررسی تغییرات زاویه جت خروجی روي سرریز جانبی لبهتیز مستطیلی در حالت هاي با و بدون حضور پرههاي هادي در انتهاي سرریز جانبی - مؤثرترین نحوه قرار گیري پرههاي هادي - میباشد.
.2 مواد و روشها
آزمایشها در کانالی از جنس پلاکسی گلاس با طول 8، عرض 0/4 و ارتفاع 0/6 متر انجام گرفت. سرریزها از پلاکسی گلاس ساخته شدند و به تمام لبهها پخ 60 درجه زده شد. سرریزها در فاصله 4/5 متري از ابتداي کانال نصب شدند. جدول 1
خصوصیات مدل و شرایط آزمایش را براي حالات با و بدون حضور پرههاي هادي نشان میدهد. عدد فرود بالا دست، bعرض سرریز و B عرض کانال میباشد.
براي انجام آزمایشها به علت اجتناب از به وجود آمدن جریان برگشتی از 3 پره هادي به عرض 2 سانتیمتر - مجموع عرضها 6 سانتیمتر - در نظر گرفته شد. براي تمام آزمایشات صورت گرفته شرایط جریان ماندگار برقرار بود. در تمام آزمایشات، شرایط جریان زیربحرانی درنظر و عمق آب در محور مرکزي کانال و روي تاج سرریز به وسیله عمق سنج اندازه-گرفته شد. حالات قرارگیري صفحات هادي در شکل3 نشان داده شده است. شروع و پایان برداشت دادهها از فاصله 2/5 سانتیمتري از ابتدا و انتهاي سرریز درنظرگرفته و فاصله طولی بین نقاط 5 سانتیمتر در نظر گرفته شد. فاصله عمودي نقاط روي تاج، بسته به عمق آب به فواصل 1 یا 0/5 سانتیمتري در نظر گرفته شد. مدت داده برداري براي هر نقطه روي 2 دقیقه و فرکانس دستگاه روي 200 هرتز تنظیم شد.
.3 نتایج و بحث
با توجه به مطالب ذکر شده در قسمت مقدمه پارامترهاي سرعت در طول سازه تغییر میکند. زاویه جت خروجی به شدت
تحت تأثیر تغییرات سرعت در طول تاج سرریز میباشد.
