هیدرولیک سرریزهای کلید پیانویی تیپ -a با تاج جانبی زیگزاگی

مطابق پیشینۀ پژوهش انجام شده، افزایش سرعت نزدیک شونده به‌عنوان مهم‌ترین عامل کاهندۀ ظرفیت تخلیه در سرریزهای کلید پیانویی گزارش شده است. در پژوهش حاضر؛ ابتدا با اعمال هد آبی متغیر به بررسی تغییرات ضریب دبی در سرریز کلید پیانویی استاندارد (تیپ a) پرداخته شد، آنگاه با ارائه طرح نوینی از فرم زیگزاگی در پروفیل تاج جانبی، پارامترهای هیدرولیک جریان در بالادست سرریز به‌وسیله سرعت سنج adv اندازه گیری و با انجام تحلیل ابعادی به روش باکینگهام مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد، با زیگزاگی شدن پروفیل تاج جانبی سرریزهای کلید پیانویی، بیشینه ضریب دبی در نسبت  h/p کمتر اما با مقدار عددی بیشتری رخ می دهد، به‌طوری‌که متوسط مقدار ضریب دبی با افزایش 10 درصدی همراه است. با افزایش 22 و 16 درصدی به ترتیب برای سرعت های عرضی و روبه بالا جریان در محدودۀ تراز ارتفاع تاج، سبب تقویت جریان های ثانویه در بالادست سرریز می شود. ازاین‌رو با مشارکت طول موثر بیشتری از تاج جانبی، موجب افزایش انحراف و مکش جریان به طرف کلیدهای خروجی نسبت به تاج استاندارد، می‌شود. لذا؛ با افزایش اتلاف انرژی (افزایش افت تراز آب در محدودۀ (b)، کاهش 11 درصدی در مقادیر مولفۀ سرعت نزدیک شونده در کلیدهای ورودی رخ داده است. همچنین، مقادیر ‌شدّت آشفتگی tv با زیگزاگی شدن پروفیل تاج جانبی، به‌طور متوسط 15 درصد بیشتر از فرم استاندارد سرریز کلید پیانویی به‌دست‌آمده است. درنهایت گفتنی است که فرم تاج پیشنهادی، سبب افزایش حد استغراق موضعی شده و راندمان انتقال دبی تخلیه در کلیدهای خروجی سرریزهای کلید پیانویی تیپ a را بهبود بخشیده است.

Hydraulic Type-A Piano Key Weirs with Zigzag Lateral Crest

According to the literature, increased velocity approaching has been reported as the most important factor in decreasing discharge capacity in piano key weirs. In the present study, first, by applying variable water head, changes in the discharge coefficient of standard piano key weir (type A) were investigated, then by presenting a new design of zigzag form in lateral crest profile, hydraulic flow parameters upstream of weir by ADV velocimeter The measurements were performed and analyzed by Buckingham method. The results showed that by zigzagging the lateral crest profile of the piano key weirs, the maximum discharge coefficient occurs at a lower ratio but with a higher numerical value, as the average discharge coefficient increasing by 10%. Increases by 22 and 16 percent, respectively, for transverse and upward velocities of flow in the crest elevation range, reinforcing secondary upstream currents. Hence, by incorporating a more effective length of the lateral crest, it increases the deflection and suction current to the outlet keys than the standard crest. Therefore, with the increase in energy loss (increase in water level drop in range (B)), an 11% decrease in the values ​​of the approaching component velocity occurred at the inlet keys. Also, the intensity values ​​of turbulence with zigzagging of the lateral crest profile were, on average, 15% higher than the standard piano key weir form. Finally, the proposed crest form increases the local submergence limit and improves the discharge transfer efficiency of the Atype key piano weir outlet keys.