بررسی آزمایشگاهی تاثیر موقعیت دیواره سپری بر عملکرد سرریز زیگزاگی و کلید پیانویی با مقطع ذوزنقه‌ای

سرریزهای غیر خطی در بارهای آبی کم، ظرفیت تخلیه نسبتاً بالایی داشته و در بارهای آبی زیاد به دلیل استغراق در کلید خروجی سرریز، راندمان آن ها کاهش می یابد. سرریزهای زیگزاگی از جمله سازه های هیدرولیکی است که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها استفاده می شوند. عملکرد سرریزهای زیگزاگی در بارهای زیاد جریان، به دلیل  تداخل تیغه های جریان، تلاطم و استغراق در کلید خروجی، مطلوب نمی باشد؛ از این رو، هدف این پژوهش بررسی اثر محل قرارگیری دیواره سپری بر استغراق ورودی سرریز است که برای این منظور از دیواره های سپری شیب‌دار با شیب‌های (1b’= و 5/0b’=) و طول های (cm 30= b و cm60= b) بر روی دو مدل سرریز زیگزاگی و کلید پیانویی با مقطع ذوزنقه ای استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع و طول دیواره های سپری باعث کاهش 50 درصدی ضریب آبگذری می گردد و راندمان سرریزها با افزایش دبی جریان به میزان 33 درصد افزایش می یابد. وجود این سپرها در سرریز زیگزاگی نسبت به کلید پیانویی با پلان مشابه، تا 30 درصد عملکرد بهتری را نشان داد. این تحقیق نشان داد که دیواره‌های سپری نصب شده در خروجی سرریز حدود 5 الی 10 درصد عملکرد بهتری نسبت به حالت نصب در ورودی از خود نشان می دهند، همچنین نتایج حاصله نشان می دهد سرعت جریان با ضریب آبگذری رابطه مستقیم دارد از این رو افزودن دیواره سپری به سرریزهای زیگزاگی و کلید پیانویی مشکل افت راندمان در دبی های بالا برای این سرریزها را به میزان 40 درصد مرتفع می سازد.

Experimental Study of the effect of parapet wall location on the performance of trapezoidal labyrinth and pianokey weirs

Nonlinear weirs have relatively high discharge capacities in low hydraulic loads and their performance is reduced due to submergence of the outlet key in high hydraulic loads. Labyrinth weirs are hydraulic structures used for water level adjustment and flow control in reservoirs. The labyrinth weirs performance is not satisfactory in high hydraulic loads due to interference of flow blades, turbulence and submergence in the outlet key. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effect of parapet wall location on weir inlet submergence. Thus, the inclined parapet walls were used on trapezoidal labyrinth and pianokey weirs, which had 60 and 30 cm length (B = 60 and 30 cm) with 1 and 0.5 in slope (B′ = 1 and 0.5). The results showed increasing the parapet wall heights and lengths leads to a 50percent decrease in the discharge coefficient. The weirs performance also increases by 33 percent as the flow rate increases. The installation of parapet walls on the labyrinth weirs showed better performance (up to 30%) as compared to the pianokey weirs with the same plan.  Also the installation of parapet walls at the weir outlet showed a better performance (510%) as installed at the weir inlet. It was found that the flow rate is directly related to the discharge coefficient; hence, the efficiency drop is reduced about 40% in high discharge rates by setting the parapet walls at labyrinth and pianokey weirs.