ارزیابی ضریب دبی سرریز کلید پیانویی تحت جریان غیردائمی-متغیر تدریجی با افزایش دبی

سرریزهای کلید پیانویی نوع اصلاح شده سرریزهای زیگزاگی هستند. از مهمترین مزایای این سرریزها، میتوان به ضریب جریان بالا، سرعت در اجرا و صرفه اقتصادی اشاره کرد. این سرریزها، یکی از مناسبترین گزینه ها برای اجرای سرریز سدد در حالدت جریدان آزاد هستند. در این تحقیق با توجه به امکانات آزمایشگاهی موجود، میزان جریان عبوری به صورت تدریجی و در گام های زمانی مشخص افزایش یافت و تحت این شرایط با ارائه یک روش تحلیلی به تعیین ضریب دبی جریان در سرریز کلید پیانویی پرداخته شد. آزمایش های این پژوهش، در کانال تحقیقاتی مستطیلی شکل با طول 10 متر و عرض 6 / 0 متر انجا شده است. در تحقیق حاضد، سه ندوع سرریز کلید پیانویی مستطیلی نوع a با ارتفاع های متغیر 15،10 و 20 سانتیمتر و سایر پارامترهای هندسی ثابت در محدوده دبی 30 تا 50 لیتر بر ثانیه تحت بازه تغییرات دبی 3،5 و 1 لیتر برثانیه و بازه تغییرات زمانی 10،5 و 15 ثانیه مورد مطالعه قرار گرفته است. بنابراین در این تحقیق در27 شرایط هیدرولیکی متفاوت به بررسی تاثیر تغییرات ارتفاع بر نمودارهای دبی اشل، ضریب دبی و سایر پارامترهای موثر بی بعد پرداخته شده است. با توجه به نمودارهای رسم شده، با افزایش ارتفاع سرریز، شیب نمودارهای دبی-اشل افزایش یافته است. همچندین با افزایش ارتفاع سرریز، ضریب دبی افزایش و در مقابل عدد فرود و نسبت ارتفاع آب به ارتفاع سرریز کاهش یافته است. در نتیجه ارتفاع سرریز با ضری بدبی رابطه مستقیم و با عدد فرود و ارتفاع آب در ورودی و بالادست سرریز رابطه عکس دارد.

evaluation of the discharge coefficient of piano key weir under the unsteady - gradual varied flow with increasing discharge

introduction: weirs or spillways are one of the most important types of hydraulic structures that are divided into linear and nonlinear weir categories based on the shape of the plan. the most important types of nonlinear wires are labyrinth wires and piano key weirs that increase the discharge of flow by increasing the length of the spillway crown. these types of weirs are usually made outside the dam body. the most important advantages of these weirs is high flow coefficient, speed in construction and economic efficiency. these weirs are one of the most suitable options for dam weir implementation in free-flow mode. floods, snow melting, performance changes of hydraulic structures and many other unsteady flow factors are observed abundantly in nature. therefore, in this study, the discharge coefficient of piano key weirs under the unsteady-gradual varied flow with increasing discharge has been evaluated. also, in this research, the calibration of discharge coefficient due to changes in the weir height and the effect of weir height changes on the discharge coefficient and other effective hydraulic parameters in the upstream of the spillway under the unsteady-gradual varied flow with increasing discharge has been investigated.methodology: the experiments were carried out in a rectangular channel of islamic azad university, isfahan university (khorasgan) with a length of 10 meters and a width of 0.6 meters. the height of the channel was the same and unchanged along the way, as well as its floor was made of galvanized sheets and its walls were made of tempered glass and completely sealed. considering the relationships and previous studies and dimensional analysis, the effect of effective parameters on flow discharge coefficient was investigated. in the current research, three types of a-type rectangular piano key weir with variable heights of 10, 15 and 20 cm were used. other geometrical parameters were constant and experiments done under the unsteady-gradual varied flow with increasing discharge in the flow range of 30 to 50 lit/s. the experiments has been studied under the range of discharge changes of 5,3 and 1 liter per second and range of time changes of 5,10 and 15 seconds. therefore, according to the said contents, 27 different modes have been analyzed in this thesis. flow depth was reported by laser altimeter sensors at the top of the channel. plc device was used to measure discharge and water head at different times. a magnetic flow meter is attached to the plc device, which measures the discharge in liters per second and the height of water from the channel floor by sensors installed in millimeters.