بررسی عددی ضریب دبی سرریز کنگره‌ای ذوزنقه با تغییر زاویه در امتداد جریان با استفاده از مدل flow3d

سرریز‌های کنگره‌ای از سازه‌های هیدرولیکی هستند که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها، کانال‌ها و رودخانه‌ها استفاده می‌شوند. دبی جریان در سرریز‌ها به‌طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است. درصورتی‌که عرض کانال یا مخزنی که سرریز روی آن اجرا می‌شود محدود باشد، یکی از راهکار‌های افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ‌کردن سرریز در پلان است. در این پژوهش، عملکرد سرریز کنگره‌ای با مقطع ذوزنقه‌ای،‌ با زوایای مختلف دیوارة سرریز (α) مورد بررسی قرار گرفت. هندسة سرریزها در محیط نرم‌افزار inventor ایجاد و با فراخوانی در نرم‌افزار flow3d، شبیه‌سازی انجام شد. به‌منظور صحت‌سنجی شبیه‌سازی و تنظیم پارامترهای نرم‌افزار، از داده‌های آزمایشگاهی معتبر استفاده شد که نتایج مدل هماهنگی مناسبی با نتایج داده‌های آزمایشگاهی داشت. تحلیل نتایج نشان داد که افزایش زاویة سرریز در امتداد جریان و در طول دماغة ثابت، سبب افزایش ضریب دبی جریان (cd) می‌شود. رابطة معکوس بین مقدار بار هیدرولیکی نسبی جریان (h/p) و ضریب دبی جریان نیز مشخص شد. ‌با افزایش طول دماغه به مقدار 40 درصد، روند افزایش ضریب دبی به‌واسطة افزایش زاویة سرریز، به میزان 9 درصد کاهش یافت. افزایش 15درجه‌ای زاویه نیز، روند افزایش ضریب دبی به‌واسطة افزایش طول دماغه را 5 درصد کاهش داد. با توجه به رابطة مستقیم سرعت متوسط جریان و ضریب دبی، افزایش همزمان طول دماغه و زاویة سرریز، سرعت متوسط جریان را در ابتدای برخورد به کف کانال تا 4 برابر افزایش داد.