بررسی آزمایشگاهی تاثیر جامپ بر آبشستگی پایین‌دست سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع c

سرریزهای کلیدپیانویی شکل جدید و تکامل‌یافته‌ی سرریزهای کنگره‌ای هستند. بررسی اتلاف انرژی و آبشستگی پایین‌دست سرریزهای کلیدپیانویی، به‌دلیل راندمان بالای این سازه‌ها و کاهش خطرات مالی و جانی، اهمیت بیشتری دارد. در این تحقیق از یک سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع c و با ارتفاع‌ 0/2 متر استفاده شد. همچنین از دو جامپ با شعاع 0/15 و 0/21 متر در انتهای کلیدهای خروجی سرریز نیز استفاده شد. پس از تنظیم دبی جریان و عمق پایاب، آبشستگی آغاز می‌شد و سپس با گذشت زمان تعادل، پمپ خاموش شده و بعد از زهکشی کامل، پروفیل بستر توسط متر لیزری برداشت شد. نتایج چنین بود که وجود جامپ باعث افزایش بیشینه عمق آبشستگی می‌شود؛ همچنین وجود جامپ باعث دورشدن فاصله‌ی بیشینه عمق آبشستگی از پنجه سرریز می‌شود. با افزایش شعاع جامپ‌ها، بیشینه عمق آبشستگی نیز افزایش می‌یابد. طول بیشینه عمق آبشستگی نسبت به پنجه سرریز با شعاع بیشتر حدود 12 درصد بیشتر از طول بیشینه عمق آبشستگی نسبت به پنجه سرریز با شعاع کمتر است. میانگین طول بیشینه عمق آبشستگی نسبت به پنجه در سرریزهای با شعاع جامپ 0/21 متر و 0/15 متر نسبت به سرریز بدون جامپ، حدود 29/4 و 19/5 درصد بیشتر و از پنجه سرریز دورتر است. همچنین وجود جامپ باعث کاهش آبشستگی در پنجه سرریز شد. آبشستگی پنجه سرریز، در سرریز با ارتفاع جامپ بزرگتر نسبت به سرریز بدون جامپ، حدود 42 درصد کمتر است. میانگین شاخص آبشستگی در سرریزهای با شعاع جامپ 0/21 و 0/15 متر نسبت به سرریز بدون جامپ، حدود 2/77 و 0/52 درصد کمتر است. همچنین با افزایش شعاع جامپ، ضریب آبگذری کاهش می‌یابد.

experimental study of the effect of jump on the downstream scouring of type-c trapezoidal piano key weir

piano key weirs (pkws) represent an evolved and novel type of labyrinth weirs, offering a higher discharge coefficient when compared to linear weirs. recent attention has focused on investigating energy loss and downstream scouring associated with piano key weirs, given their high efficiency and potential for reducing financial and life risks. in this research, a type-c trapezoidal piano key weir with a height of 0.2 m was utilized, incorporating two jumps with radii of 0.15 and 0.21 m at the weir outlet keys. after setting the flow rate and the tailwater, scouring was started, and then after the equilibration time, the pump was turned off after complete drainage, and the bed profile was taken by a laser meter. the findings indicated that the presence of a jump contributes to an increase in maximum scour depth. furthermore, the presence of a jump causes the maximum scouring depth to occur further away from the weir toe. increasing the radius of the jumps also results in an augmented maximum scour depth. the length of the maximum scour depth, compared to the weir toe, is approximately 12% greater in weirs with a bigger jump radius than those with a smaller radius. on average, the maximum length of the scour depth about the weir toe is 29.4% and 19.5% longer in weirs with jump radii of 0.21 and 0.15 m, respectively, compared to weirs without jumps. additionally, the presence of a jump diminishes scouring at the weir toe, with toe scour being approximately 42% less pronounced in weirs with a bigger jump height compared to weirs without jumps. the average scour index in weirs with jump radii of 0.21 and 0.15 m is approximately 2.77% and 0.52% lower, respectively, compared to weirs without jumps. moreover, an increase in jump radius correlates with a decrease in the discharge coefficient.