مقایسه تاثیر نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی و شیب کلید بر ضریب آبگذری در سرریزهای کلید پیانویی دو و سه سیکل با دماغه مثلثی

سرریز از جمله سازه هایی است که برای تنظیم سیلاب های مازاد بر ظرفیت سد طراحی می شود. یکی از مهمترین دلایل تخریب سدها، ناکافی بودن ظرفیت تخلیه سرریزها است. به همین دلیل طراحی سرریز با ظرفیت عبوری بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سرریزهای کلید پیانویی نوع جدیدی از سرریزها هستند که ظرفیت تخلیه دبی بالایی دارند و می توانند به عنوان سازه ای اقتصادی با کارایی بالا مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق برای تعیین تاثیر پارامتر هندسی نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی سرریز و شیب بر ضریب آبگذری، 180 آزمایش روی سرریزهای دو و سه سیکل، تحت شرایط هیدرولیکی مختلف انجام شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با افزایش بار هیدرولیکی، ضریب آبگذری ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. همچنین با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی از 0.8 تا 1.25 ضریب آبگذری در سرریزکلید پیانویی به مقدار 26 درصد افزایش یافت. بررسی اثر تعداد سیکل نشان داد حداکثر ضریب آبگذری در سرریز دو سیکل بین 0.6 تا 0.76 و برای سرریز سه سیکل بین 0.4 تا 0.59 بود و در کلیه مراحل، عملکرد سرریز 2 سیکل بهتر از 3 سیکل بوده بطوریکه 29% افزایش ضریب آبگذری داشته است. علت این امر، پیچیده تر شدن شرایط جریان در سرریز سه سیکل و تداخل بیشتر خطوط جریان، استغراق موضعی، افت انرژی بیشتر در این شرایط و افزایش تعداد سیکل در یک عرض مشخص با طول موثر یکسان می باشد. در این تحقیق شرایط بهینه سرریز کلید پیانویی نوع a از نظر تاثیر توام شیب کلیدها و نسبت عرض ورودی به خروجی، با استفاده از دماغه مثلثی بررسی شد و نتایج نشان داد که سرریز کلید پیانویی با نسبت عرض کلید 1.25 و شیب 25.2 % با دماغه مثلثی بهترین ترکیب را برای ایجاد حداکثر ضریب آبگذری ارائه می دهد.

comparison of the effect of the input to output key width and slope of key on discharge coefficient in two-cycle and three-cycle piano key weirs with a triangular nose*

the piano key weirs are new types of weirs which have a high discharge capacity and are more economical and highly efficient.in the current study, to determine the effects of geometrical parameters of ratio of input key on discharge coefficient,180 experiments have been done on twocycle and threecycle weirs under different hydraulic conditions. the results of the study indicated that by increasing hydraulic load, at first discharge coefficient increases and then it decreases. discharge coefficient in the piano key weir also increases to 26% by increasing ratio of input key to output key from 0.8 to 1.25.the analysis of number of cycles revealed that the maximum rate of discharge coefficient for twocycle weir was between 0.6 and 0.76 and for threecycle weir was between 0.4 and 0.59.throuout the whole process, the performance of twocycle weir was much better than threecycle weir since the discharge coefficient of it was 29%.the reasons for this are the complexity of discharge conditions in threecycle weir, more streamlines interference, local immersion , more energy loss and the increasing number of cycles in a specified width with the same effective length. the optimum condition of atype piano key weir in terms of the simultaneous effect of weir slope and ratio of input width to its output using triangular nose has been examined. the analysis of findings showed that a piano key weir with a ratio of key width of 1.25 and a slope of 25.2% with a triangular nose is the best combination for the maximum rate of discharge coefficient.*