بررسی آزمایشگاهی تاثیر ایجاد دندانه، روزنه و هواده در سرریز کنگره‎‌ای مثلثی

سرریزها جهت تنظیم سطح آب استفاده می‌شوند. در حدود 33 درصد از شکست سدها به دلیل عدم ظرفیت کافی سرریزها رخ داده است. یکی از راهکارها، استفاده از سرریزهای با تاج غیرخطی است که از جمله این سرریزها می‌توان به سرریز کنگره‌ای اشاره نمود. در این پژوهش به بررسی تاثیر ایجاد دندانه و روزنه و همچنین حالتی ترکیبی از هر دو در سرریز و در سه نسبت بزرگ‎نمایی 2، 3 و 4 پرداخته شد. آزمایش‌ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 15 متر، عرض 0.8 متر و ارتفاع 0.8 متر با محدوده دبی 10 تا 90 لیتر در ثانیه اجرا شدند. 9 مدل فیزیکی سرریز، در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت که ضخامت 3 میلی‌متر، ارتفاع 15 سانتی‌متر و طول 40،60 و 80 سانتی‌متر داشتند. همچنین ربع استوانه‌هایی با شعاع 1.5 سانتی‌متر به عنوان هواده روی بال مدل‌های ساده سرریز نصب شدند. نتایج پژوهش نشان داد که هواده‌ها حداکثر تا 13 درصد سبب افزایش ضریب دبی نسبت به سرریز کنگره‌ای ساده می‌شوند. اما با افزایش دبی و همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز، این تاثیر بسیار ناچیز خواهد شد. بررسی‌ها نشان داد برای l/w = 2 و h/p = 0.2 ، ضریب دبی سرریز دندانهروزنه‌دار و سرریز دندانه‌دار به ترتیب 75.6 و 17.5 درصد بیشتر از سرریز کنگره‌ای ساده است. با این حال ، دندانه و روزنه کارایی خود را در هدهای بالا از دست می‌دهند و ضریب دبی نزدیک به سرریز کنگره‌ای ساده خواهد شد. دلیل این تغییرات تداخل جریان در پایین دست سرریز می‌باشد که با ایجاد دندانه و روزنه بیشتر نیز خواهد شد. همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز‌های کنگره‌ای سبب کاهش ضریب دبی می‌شود اما این کاهش در سرریز کنگره‌ای دندانهروزنه‌دار بسیار بیشتر از دو نوع سرریز دیگر بوده و تا 40 درصد نیز می‌رسد. بنابراین عملکرد سرریز کنگره‌ای دندانهروزنه‌دار در نسبت بزرگنمایی بالا مناسب بنظر نمی‌رسد.

Experimental study of the effect of dentate, orifice and aerator on a triangular labyrinth weir

Dam Weirs are used to regulate the water level. About 33 percent of dam failures have occurred due to insufficient capacity of weirs. One way to prevent is to use weir with nonlinear crest, such as labyrinth weir. In this study, the effect of dentate and orifice as well as a combination of both in the weir and in three magnification ratios of 2, 3 and 4 were investigated. The experiments were performed in a rectangular laboratory channel 15 meters long, 0.8 meters wide and 1 meter high with a flow rate of 10 to 90 liters per second. Nine physical models of weirs were used in this study, which were 3 mm thick, 15 cm high and 40, 60 and 80 cm long. Also, quarter cylinders with a radius of 1.5 cm were installed as aerators on the simple weir models. The results showed that aerators increase the discharge coefficient up to 13% compared to simple labyrinth weir. But with the increase in flow as well as the magnification of the labyrinth weir, this effect will be very small. Studies showed for L/W= 2 and H/P= 0.2, the discharge coefficient of orificedentate weir and dentate weir are 75.6 and 17.5 percent, respectively, more than the simple labyrinth weir. However, dent and orifice may lose their efficiency in high heads and the discharge coefficient will be close to simple labyrinth weir. The reason for these changes is the flow interference in downstream of weir which will be more by creating dentate and orifices. Also, increasing the magnification of labyrinth weir reduces the discharge coefficient, but this reduction in orificedentate labyrinth weir is much greater than the other two types of weirs and reaches up to 40%. Therefore, the orificedentate labyrinth weir performance at high magnification ratios does not seem appropriate.