مطالعه عددی و آزمایشگاهی ترکیب سرریز کنگره‌ای با روزنه و تاثیر آن بر ضریب دبی جریان

ترکیب سرریزهای کنگره‌ای با روزنه می‌تواند راه حلی مفید برای عبور مواد شناور از روی سرریز و انتقال مواد رسوبی از روزنه باشد. همچنین ایجاد شکاف در بال سرریز موجب عبور دبی بیشتری می‌شود. در این تحقیق با چهار دبی ( 5، 10، 15 و 20 لیتر بر ثانیه) و عرض و ارتفاع کانال 30 و 40 سانتی‌متر، مدل‌های سرریزهای کنگره‌ای ذوزنقه‌ای-روزنه، مربعی-روزنه و مثلثی-روزنه به‌صورت آزمایشگاهی و با نرم‌‌افزار flow3d با مدل آشفتگی k-ε از نوع rng مطالعه شد و نتایج با همدیگر مقایسه شد از بین تمامی مدل‌های گفته شده، سرریز کنگره‌ای مثلثی روزنه‌دار  بیشترین ضریب دبی را به‌خود اختصاص داد و با افزایش نسبت ht) ht/p: هد آب روی تاج سرریز، p: ارتفاع سرریز ) برای تمامی مدل‌ها ضریب دبی افزایش یافت. با توجه به کارآیی این نوع از سرریزها بیشترین ضریب دبی در نسبت‌های ht/p  پایین، به‌دست آمد. در نسبت‌های پایین با توجه به اینکه جریان به حالت آزاد است ضریب دبی سرریز روند صعودی داشته و با افزایش این نسبت سرریز حالت نیمه مستغرق پیدا می‌کند. همچنین برای طراحی سرریز، بهترین نسبت ht/p در محدوده بین 0/13 تا 0/41 است که حداکثر ضریب دبی معادل 1/2=cd در این محدوده قرار می‌گیرد.

Numerical and experimental study of the combination of labyrinth weir with orifice and its effect on discharge coefficient

The combination of a labyrinth weir with an orifice is a proper solution for floating material to pass over the weir and transfer sediment through the orifice. Additionally, creating a slot in the overflow wing leads to higher discharge. This study examined four discharges (5, 10, 15, and 20 liters per second) with channel width and height of 30 and 40 cm in trapezoidalorifice, squareorifice, and triangularorifice labyrinth weirs in the laboratory and using Flow3D with RNG kepsilon (kε) turbulence model, the results were compared with one another. Comparing the discharge flow over weirs and measuring the discharge coefficient among the mentioned models showed that the triangularorifice labyrinth weir had the highest discharge rate. Moreover, the increased Ht/P ratio (Ht represents total hydraulic head; P denotes weir height) for all models resulted in the increased discharge coefficient. Due to the efficiency of this type of weirs, the highest discharge coefficient was obtained at low Ht/P ratios. At lower ratios, since there was free flow, the coefficient of weir discharge increased, and as the ratio increased, the weir was partially submerged. Furthermore, for the weir design, the best Ht/P ratio was between 0.13 to 0.41, and the maximum discharge coefficient (Cd = 1.2) was within this range.