بررسی آزمایشگاهی تاثیر شعاع قوس بر ضریب دبی در سرریزهای قوسی خطی و قوسی زیگزاگی با پلان مثلثی

سرریزهای غیرخطی از سازه‌های هیدرولیکی مهم برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانال‌ها، رودخانه‌ها و مخازن سدها به‌شمار می‌روند. از انواع سرریزهای غیرخطی می‌توان به سرریزهای زیگزاگی و قوسی اشاره کرد. محور تاج این سرریزها به‌صورت غیرخطی بوده و در یک عرض معین، طول تاج بیشتری نسبت به سرریزهای متداول خطی دارند. به این ترتیب به‌ازای یک بار هیدرولیکی یکسان، توانایی عبور دبی بیشتری را دارند. در این پژوهش، ضریب دبی و دبی عبوری سرریزهای قوسی با سه شعاع قوس مختلف و در دو حالت خطی و زیگزاگی مثلثی به‌صورت آزمایشگاهی بررسی و ضریب دبی این سرریزها به‌عنوان تابعی از نسبت بار هیدرولیکی کل به ارتفاع تاج سرریز (hd/p) و زاویه انحنای قوس ( t) (یا شعاع قوس) ارائه و عملکرد هیدرولیکی آنها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که به‌ازای بار هیدرولیکی یکسان، افزایش t (کاهش شعاع قوس) منجر به کاهش ضریب دبی می‌شود زیرا اولاً برآمدگی موضعی سطح آب افزایش یافته و ثانیاً جریان برای طی مسیر کانال، مجبور به طی مسیری غیرمستقیم با انحنای بیشتر است که این دو موضوع می‌تواند اثر منفی بر ضریب آبگذری داشته باشد بدین‌صورت که در نسبت بار هیدرولیکی 0.2، ضریب جریان در سرریز با نسبت شعاع قوس 1.25 r/w = حدود 8.5 درصد از سرریز با نسبت شعاع قوس 0.75 r/w = بیشتر است.

An Experimental Investigation into the Effect of Curve Radius on the Discharge Coefficient in Curved-Linear and Curved-Labyrinth Weirs with a Triangular Plan

Nonlinear weirs are regarded as important hydraulic structures for water level adjustment and flow control in channels, rivers and dam reservoirs. One example of nonlinear weirs is shaped as curvedzigzag. The crest axis of these weirs is nonlinear. At a given width, the crest length is greater than that of the conventional linear weirs. Thus, they achieve a higher flow rate for an identical hydraulic load. This research experimentally focused on the discharge coefficient and flow rate of curved weirs with three different curve radii in two triangular linear and zigzag shapes. The discharge coefficients of these weirs were comparatively explored in terms of the hydraulic performance as a function of the total hydraulic load to weir crest height ratio (hd/P) and curvature angle ( T) (or curve radius). The results indicated that for the same hydraulic load, the increase of T (the decrease in curve radius) led to a lower discharge coefficient; this was first because of the increased topical rise of water level, and then the more indirect path with a greater curvature through which the flow had to transport. Both factors could negatively affect the water discharge coefficient. In practice, the runoff coefficient at a weir with a curve radius of R/w=1.25 was approximately 8.5% greater than that of a weir with a curve radius of R/w=0.75 under a hydraulic load of 0.2.