ضریب زبری در لوله‌های زهکش پوشش‌دار و بدون پوشش صاف و موجدار

ضریب زبری پارامتری موثر در سرعت و بده آب در لوله‌های زهکشی است. ضریب زبری در مدل فیزیکی به ابعاد 100×41×56 سانتی‌متر به‌کمک سه سری آزمایش مستقل در دو لوله صاف و کنگره‌دار به‌قطر 63 و 56 میلی‌متر فاقد پوشش، دارای پوشش مواد معدنی و مصنوعی (توری) تعیین شد. میانگین ضریب زبری مانینگ برای لوله صاف با پوشش مصنوعی، معدنی، بدون پوشش 0106/0، 0111/0، 011/0 و برای کنگره‌دار 0088/0، 009/0، 0091/0 به‌دست آمد. میانگین ضریب زبری مانینگ از رابطه کانگیلت کاتر برای لوله صاف با پوشش مصنوعی، پوشش معدنی، بدون پوشش 0048/0، 0048/0، 0048/0 و برای کنگره‌دار 0041/0، 0042/0، 0042/0 به‌دست آمد. میانگین n مانینگ از رابطه ترکیبی رینولدز دارسی‌ویسباخ برای لوله صاف با پوشش مصنوعی، پوشش معدنی، بدون پوشش 005/0، 005/0، 0049/0 و برای کنگره‌دار 0048/0، 0048/0، 0049/0 به‌دست آمد. محاسبه آماره‌های rmse و r2 بیان‌گر خطای کمتر رابطه گانگیلت کاتر بود. جریان درون لوله‌های زهکش از نوع متغیر مکانی و متلاطم است که متاثر از نحوه ورود جریان‌های کوچک از منافذ به‌درون لوله است. این حالت ضمن بر هم زدن توزیع یکنواخت سرعت عرضی جریان، موجب بازدارندگی جریان و افزایش ضریب زبری مانینگ در 30 سانتی‌متر اول به‌دلیل دبی و سرعت کم جریان نسبت به 30 سانتی‌متر دوم شد. تفاوت ناچیز بین مقادیر ضریب زبری مانینگ با ضریب مانینگ گانگیلت کاتر، کم اهمیت است و اعمال ضریب مانینگ 011/0 برای لوله صاف پوشش‌دار و 009/0 برای لوله کنگره‌دار پوشش‌دار رضایت‌بخش است.

experimental study of roughness coefficient in smooth and corrugated drainage pipes with envelop and non-envelope

roughness coefficient is an effective factor on water velocity and discharge in drain pipes. roughness coefficient in experimental box model with dimensions of 100×41×56cm was evaluated with two pipes of smooth and corrugated in a diameter of 63 and 56mm by three series of independent tests. the first set was done on pipes with mineral envelop, the second set on pipes with synthetic materials and the third one on pipes without envelop. the mean values of &n& manning’s in the smooth pipe with synthetic and mineral envelope and non envelop materials were measured 0.0106, 0.0111, 0.011, and for the corrugated pipe 0.0088, 0.009, 0.0091. the mean values of &n& ganguillete kutter’s in the smooth pipe with synthetic and mineral envelop and non envelop materials were obtained 0.0048, 0.0048, 0.0048, and for the corrugated pipe 0.0041, 0.0042, 0.0042. the &n& values from the reynolds darcy weissbach combination formula in the smooth pipe with synthetic and mineral envelop and non envelop materials were calculated to be 0.0050, 0.0050, 0.0049 and for the corrugated pipe 0.0048, 0.0048, 0.0049. two evaluation indexes (r2 and rmse error value) indicated a better result for n value obtained by ganguillet kutter formula. the flow inside the drainage pipes is a turbulent and spatially variable which is affected by the small flows entering the pipe through holes.  this flow pattern, while disrupting the uniform distribution of the transverse velocity of the flow, caused flow inhibition and increased manning’s roughness coefficient in the first 30 cm due to the flow rate and low flow speed compared to the second 30 cm. the negligible difference between &n& manning’s with &n& ganguillete kutter’s is not important and applying 0.011 for manning coefficient in smooth pipe and 0.009 for corrugating pipe with envelop is satisfactory.