مطالعه ی اثر شکل ذرات رسوب بستر آبراهه های باز بر ضریب اصطکاک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی دانشکده ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

محاسبات هیدرولیکی جریان در آبراهه­ها و دشت­های سیلابی نیازمند تخمین خصوصیات زبری است. برای توصیف مقاومت جریان یا زبری نسبی آبراهه­ها و دشت­های سیلابی از ضرایب زبری مانینگ ()، شزی ()، و دارسی ویسباخ () استفاده می­شود. تاکنون مطالعات زیادی در رابطه با تعیین مقدار ضریب اصطکاک () از طریق اندازه­ی ذرات انجام شده است اما در این بررسی­ها اثر شکل ذرات رسوبی مشخص نیست. در این تحقیق برای تعیین ضریب اصطکاک () از 11 نوع دانه­بندی رسوب شامل 4 نوع ذرات طبیعی نسبتاً گردگوشه، 4 نوع ذرات شکسته­ی تیزگوشه و 3 نوع ذرات مصنوعی کاملاً کروی استفاده شد. آزمایش­ها در فلومی به طول 10 متر، عرض 25 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر با شیب کف ثابت 0005/0 انجام شد. نتایج نشان می­دهند که در رسوبات با اندازه­های 11 میلیمتر اختلاف قابل توجهی بین ضریب اصطکاک () ذرات شکسته­ی تیزگوشه و ذرات طبیعی نسبتاً گردگوشه وجود دارد ولی در رسوبات با اندازه­­های 27 میلیمتر ضریب اصطکاک () ذرات طبیعی نسبتاً گردگوشه و ذرات مصنوعی کاملاً کروی تقریباً برابرند و ضریب اصطکاک () ذرات شکسته­ی تیزگوشه کم­ترین اختلاف را با ذرات مذکور دارد. در انتها نیز رابطه­ای برای تعیین ضریب اصطکاک () ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Shape of Sedient Particles at the Bed of Open Channel on Friction Coefficient

نویسندگان [English]

  • Mohammad Bahrami Yar Ahmadi 1
  • mahmood shafai bajestan 2
1 Ph.D. Student, College of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahwaz.
2 Professor, College of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahwaz.
چکیده [English]

Hydraulic calculations of the flow in channel and over bank areas of flood plains require an evaluation of roughness characteristics. The Manning roughness coefficient (), Chesy coefficient () and Darsy-Weisbach coefficient () are used to describe the flow resistance or relative roughness of a channel or over bank areas. Over the past decades many studies have been conducted to estimate the friction coefficient to the particle size but the effects of particle shapes are not clear so far. In this experimental research for determination of friction coefficient eleven types of particles; four angle rounded particles, four crushed particles and three spherical artificial particles have been tested under different hydraulic conditions in a flume of 10 meter long, 25 cm wide, 50 cm height and constant bed slope of 0.0005. The results show that in 11 mm sediment particles, the friction coefficient () for crushed particles are larger than angle rounded particles. In 27 mm sediment particles, the friction coefficient () in rounded and spherical artificial particles are equal nearly and values of friction coefficient () for crushed particles shows little difference with aforesaid particles. In this study equation has been proposed for prediction of friction coefficient ().

کلیدواژه‌ها [English]

  • Open channel
  • Particles sediment
  • Relative roughness
  • Friction Coefficient
  • Flow resistance