ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر ارتفاع بر هیدرولیک سرریزهای کلید پیانویی مستطیلی مستغرق

در این تحقیق، مدل فیزیکی از سرریزهای کلید پیانویی از جنس pvcدر شرایط مختلف هندسی ساخته شده و آزمایش ها به ازای طیف وسیعی از شرایط هیدرولیکی برای تعیین رفتار جریان و همچنین منحنی های ضرایب دبی، شاخص کاهش دبی و نسبت هد کل در حالات جریان آزاد و مستغرق انجام شده است. آزمایش ها در یک کانال به عرض یک متر انجام شده و برای اندازه گیری دبی از فلومتر مغناطیسی با دقت 1 لیتر بر ثانیه استفاده شدهاست. اندازه گیری پروفیل سه بعدی سطح آب با استفاده از یک خط کش دیجیتال با دقت 01/0 میلی متر انجام شده است. برای بررسی میزان کارایی سرریزهای موردنظر نسبت به سرریزهای خطی، جریان بر روی سرریز لبه تیز با عرض یک متر و به ازای شرایط هیدرولیکی متناظر با سرریزهای کلید پیانویی نیز مطالعه شد. بر اساس نتایج حاصله، رفتار هیدرولیکی سرریزهای مستغرق وابسته به ارتفاع سرریز است. با افزایش ارتفاع سرریز، آستانه استغراق کاهش یافته و بر میزان کاهش آبگذری در حالت مستغرق افزوده می شود. روابط کاربردی برای تعیین ضریب دبی، شاخص کاهش دبی و نیز هد کل بی بعد شده بر روی سرریزهای کلید پیانویی مستغرق ارائه شده است.

Laboratory Evaluation of Height Effects on Hydraulics of Submerged Piano Key Weirs

In this research, physical models of the piano key weirs with differentgeometrical specifications are made using PVC plates. Experimentshave been conducted under different hydraulic conditions in order todetermine the flow behavior, discharge coefficient, discharge reductionand total head ratio curves under the free and submerged flowconditions. A one meter width channel is used for experiments and flowrate is measured using an electromagnetic flow meter with 1 lit/saccuracy. Three dimensional water surface profiles are measured usinga digital point gauge with 0.01 mm accuracy. Furthermore, flow over aone meter width linear sharp crested weir is investigated to assess thehydraulic performance of the tested piano key weirs with thecorresponding hydraulic conditions. Results have shown that hydraulicbehavior of the submerged piano key spillways depends on the height.By increasing the weir height, the submergence threshold decreases andthe rate of the discharge reduction increases. Practical equations aredeveloped to determine the discharge coefficient, discharge reductionfactor and nondimensional total head curves under submerged flowcondition.