بررسی عددی تغییرات ارتفاع سرریزکنگرهای روی ضریب دبی

در این پژوهش عملکرد سرریز کنگره‌ای با مقطع ذوزنقه‌ در ارتفاع‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، هندسه سرریزها در  نرم افزار inventor طراحی و با فراخوانی در نرم افزار flow3d، شبیه‌سازی انجام شد. صحت‌سنجی مدل با داده‌های آزمایشگاهی انجام شد که نتایج مدل هماهنگی مناسبی با نتایج داده‌های آزمایشگاهی داشت. تحلیل نتایج نشان داد با کاهش ارتفاع سرریز (p)، ضریب دبی جریان (cd) به دلیل تداخل جریان ناشی از افزایش بار هیدرولیکی روی سرریز افزایش می‌یابد. به‌طور متوسط ضریب دبی جریان به ازای کاهش 44 درصدی ارتفاع سرریز در تمامی مدل‌ها 2 الی 3 درصد افزایش داشت. در تمام مدل‌های شبیه‌سازی شده با افزایش بار آبی نسبی، روند کاهشی ضریب دبی جریان نیز کاهش یافت. در طول دماغه ثابت، با افازیش 100 درصدی زاویه سرریز، میانگین ضرایب دبی هر سه ارتفاع سرریز 20 الی 25 درصد افزایش یافت. در زاویه ثابت سرریز، افزایش 40 درصدی طول دماغه، میانگین ضرایب دبی هر سه ارتفاع را 12 الی 15 درصد افزایش داد. در نتیجه در زاویه ثابت، افزایش طول دماغه تاثیر بیشتری نسبت به حالت دوم ( طول دماغه ثابت و افزایش زاویه سرریز) روی ضریب دبی دارد. این موضوع در طراحی اولیه سرریزهای کنگره‌ای برای داشتن بیشینه مقدار ضریب دبی اهمیت داشته و باید مورد توجه قرار گیرد.

numerical analysis of labyrinth weir height on discharge coefficient

this study investigated the performance of a labyrinth weir with a trapezoidal cross-section at different heights. for this purpose, the geometry of the weirs was designed in inventor software, and simulation was performed in flow3d software. validated the model with laboratory data, and the results of the model were in good agreement with the results of laboratory data. examined the numerical model at three heights of 10, 14 and 18 cm and three different angles and two apex widths; analysis of the results showed that with decreasing the weir height (p), the discharge coefficient (cd) increases. reducing the weir height by 44% increased the average discharge coefficient by 2 to 3%. in all simulated models, with decreasing relative water head, the decreasing trend of discharge coefficient was also reduced. during the constant crest length, with a 100% increase in the weir angle, the discharge coefficient of all three weir heights increased by 20 to 25%. a 40% increase in crest length at a fixed angle increased the average discharge coefficients of all three heights by 12 to 15%. as a result, at a constant angle, the increase in crest length is greater than the second case (constant crest length and increase in weir angle) on the flow rate; this is important in designing labyrinth weirs to have a maximum discharge coefficient and should be considered.