بررسی آزمایشگاهی تاثیر آرایش های مختلف شمع بر عملکرد هیدرولیکی و ضریب دبی سرریز جانبی کنگره ای نیم دایره ای تک سیکل

سرریزهای جانبی سازه هایی هیدرولیکی هستند که در دیوارۀ جانبی کانال نصب می شوند و جریان مازاد بر دبی طراحی را از کانال خارج می کنند. سرریزهای کنگره ای در پلان دارای شکستگی اند و در نتیجه طول موثر و در برخی موارد ضریب دبی بیشتری نسبت به سرریزهای ساده دارند. در تحقیق حاضر، تاثیر استفاده از شمع ها با آرایش های مختلف بر ضریب دبی سرریز جانبی کنگره ای نیم دایره ای تک سیکل بررسی شده است. آزمایش ها در کانال مستطیلی و  شرایط زیر بحرانی و محدودۀ عدد فرود 0.37-0.1 اجرا شده اند. سه قطر مختلف برای سرریزهای جانبی کنگره ای نیم دایره ای با ارتفاع ثابت در نظر گرفته شد. شمع های مورد استفاده استوانه ای و هم ارتفاع با سرریز جانبی هستند. تعداد شمع ها از 1 تا 3 و در کل 14 آرایش برای آنها در نظر گرفته شد. ابتدا تاثیر پارامترهای بی بعد استخراج شده از روش باکینگهام بر ضریب دبی سرریز جانبی بررسیو پس از آن رابطه ای برای محاسبۀ ضریب دبی سرریز جانبی کنگره ای نیم دایره ای همراه با شمع ها با دقت قابل قبولاستخراج شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که ضریب دبی سرریز جانبی کنگره ای نیم دایره ای در حالتی که شمع وجود دارد بیشتر از حالت بدون شمع است. در واقع وجود شمع باعث بهبود عملکرد هیدرولیکی سرریزهای جانبی نیم دایره ای می شود به طوری که در محدوده عدد فرود مورد مطالعه، ضریب دبی سرریزها تا 15 درصد افزایش و تغییرات انرژی مخصوص در طول سرریزها تا 34 درصد کاهش می یابد. بیشترین افزایش در ضریب دبی و بیشترین کاهش در تغییرات انرژی مخصوص مربوط به آرایشی است که سه شمع در لبۀ پایین دست سرریز قرارگیرند.

Experimental Investigation of Effects of Piles on Hydraulic Performance and Discharge Coefficient of Semi Circular Labyrinth Side Weir with One Cycle

Side weirs are hydraulic structures installing on the side walls of the channels to divert excess water of main channel. Labyrinth weirs are broken in their plans; so, they have more effective length and in some conditions have more discharge coefficient than that of simple ones. In this research, the effects of piles with different arrangements on discharge coefficient of semicircular labyrinth side weir have been studied. The experiments were carried out in a rectangular channel with subcritical flow with Froude number range equal to 0.10.37. Three diameters were considered for semicircular labyrinth side weirs with constant height. The piles used in the study were cylindrical and the same height of the side weir. The number of piles varied from 1 to 3, and fourteen arrangements were considered for them. First of all, the effects of dimensionless parameters, obtained from the Buckingham method, on side weir discharge coefficient were studied and then a relationship, with acceptable accuracy, between these parameters was obtained to predict the discharge coefficient of semicircular labyrinth side weir with piles.. The results,  compared with semicircular labyrinth side weir without piles, showed that semicircular labyrinth side weir with arrangements of piles have higher discharge coefficient. In fact, piles proved an improvement in the performance of semicircular side weirs, so that within the range of the studied Froude number, the discharge coefficient faced an increase up to 15% and specific energy changes faced a decrease up to 34%. The most increase in discharge coefficient and the most decrease in specific energy changes occurd when three piles were installed at the downstream end of weirs.