مقایسه ضریب تخلیه دبی آبگیرهای کفی مشبک با میله های متقاطع در دو حالت جریان رسوبدار و بدون رسوب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه عمران موسسه آموزش عالی غیر انتفاعی، غیر دولتی خاوران مشهد

2 استاد گروه عمران دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشیار گروه عمران دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آبگیرهای کفی سازه های فلزی مشبکی هستند که جهت انحراف آب در بستر رودخانه های کوهستانی دارای شیب تند و بار بستر درشت دانه، نصب می شوند. یکی از اشکال آبگیرهای کفی که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته، آبگیر کفی ساخته شده از شبکه متقاطع میله های طولی و عرضی است که انتظار می رود به لحاظ سازه ای نسبت به سایر انواع کفهای مشبک، عملکرد بهتری در مقابل نیروهای وارده داشته باشد. در این پژوهش کفهای مشبک ساخته شده از میله های طولی و عرضی متقاطع با درصد بازشدگی های مختلف در کانالی با شیب های متفاوت نصب گردید و با عبور دادن دبی های مختلف آب زلال و جریان رسوبدار (بار بستر)، ضریب تخلیه این نوع کف مشبک در هر دو حالت جریان و تحت تاثیر پارامترهای مختلف هیدرولیکی و  هندسی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی مناسبترین روابط خطی و غیرخطی بر داده های حاصل از آزمایش برازش داده شد و در نهایت روابط برازشی بدست آمده برای ضریب تخلیه این نوع کف مشبک در دو حالت جریان رسوبدار و بدون رسوب با یکدیگر بصورت کمی مقایسه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Comparison of Discharge Coefficient for Mesh Panel Bottom Intakes With and Without Sediment

نویسندگان [English]

  • K. Bina 1
  • M. Faghfoor Maghrebi 2
  • J. Abrishami 3
1 Assistant Professor, Civil Eng. Dept., Khavaran Institute of Higher Education
2 Professor, Civil Eng. Dept, Ferdowsi Univ. of Mashhad
3 Associate Professor, Civil Eng. Dept., Ferdowsi Univ. of Mashhad
چکیده [English]

Bottom rack is a
hydraulic structure which is placed on the bed of mountainous rivers through
which part of flow in the main channel is diverted. These structures have very
wide application in industry, irrigation, drainage and etc. The present study
was directed to estimate the discharge coefficient of a new kind of bottom
racks including both transverse and longitudinal bars which is named "mesh
panel racks" with and without considering solids in the fluid. This kind
of bottom intake has advantages from structural point of view and has less
deformation under static and dynamic loads. Laboratory setup with three mesh
panel intakes was built and the effects of various parameters such as racks
slope, porosity and geometry, sediment size and sediment grading were explored.
A dimensional analysis using Buckingham theory showed the effective hydraulic
and geometric factors that affect the discharge coefficient (Cd) of
bottom racks. Then, a statistical approach to determine the discharge
coefficient of a rack structure was developed with linear and nonlinear
regression using SPSS software. Finally, hydraulic performance of mesh panel
intakes was compared with and without sediment.