تاثیر پارامترهای هندسی سرریزهای کنگره‌ای بر مشخصات هیدرولیکی و هیدرودینامیکی جریان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان-ایران

2 دانشگاه خرم اباد

3 دانشگاه صنعتی اصفهان

4 دانشگاه لرستان

چکیده

در این مطالعه، از سه مدل هندسی سرریز کنگره‌ای،‌ از جمله سرریز لبه تیز، سرریز سیلندری و سرریز ربع سیلندری استفاده شد. همچنین برای مشخص کردن تاثیر سیکل سرریز کنگره‌ای بر مشخصات هیدرولیکی و هیدرودینامیکی، دو سیکل از مدل سرریزها مورد آزمایش قرار داده شد. برای بررسی تاثیر پارامترهای هندسی سرریز کنگره‌ای بر هیدرودینامیک جریان از ابزار سرعت سنج صوتی استفاده شد. در شبکه‌بندی در نظر گرفته شده در بالادست سرریز، میزان آشفتگی در بالادست سرریز در مدل‌های مختلف آزمایشگاهی محاسبه شد. نتایج نشان داد، در بالادست سرریز ربع سیلندری برگشت جریان (سرعت منفی) کمترین مقدار نسبت به دیگر مدل‌های آزمایشگاهی است و سریرز‌های کنگره‌ای سیلندری و لبه تیز به ترتیب در رده‌های بعدی قرار می‌گیرند. همچنین بررسی نمودارهای آشفتگی در ارتفاع مختلف در سرریز‌ های کنگره‌ای به ازای بیشترین دبی در حالت جریان آزاد نشان داد، به خاطر برگشت جریان در بالادست سریز ربع سیلندری میزان شدت آشفتگی در بالادست این سرریز به مراتب تا متوسط 1/21و 8/28 درصد کمتر از سرریز کنگره‌ای سیلندری و لبه تیز می‌باشد. همچنین نتایج آنالیز کوادرانت در بالادست مدل‌های آزمایشگاهی سرریز کنگره‌ای نشان داد، که انتقال اشفتگی در بالادست سرریز لبه به خاطر تغییرات سرعت است که پدیده‌های هیدردینامیکی Sweep و Ejection مقادیر بیشتر را بدست می‌آورند. در حالی که بررسی نتایج این آنالیز نشان داد که آشفتگی در بالادست سرریز سیلندری و ربع سیلندری بیشتر حاصل از تغییرات مومنتم است که از بالا بودن مقادیر پدیده‌های هیدردینامیکی Inward و Outward می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of the geometrical parameters of labyrinth weir on the hydraulic and hydrodynamic characteristics of the flow

نویسندگان [English]

  • Sajad Samiee 1
  • Manouchehr Heidarpour 3
  • Babak Shahi nejad 4
1 Department of Water Engineering, Lorestan University
2
3 Department of Water engineering and science, Isfahan university of Technology
4 Department of Water Engineering, Lorestan University, Iran
چکیده [English]

In this experimental investigation, three geometric configurations of labyrinth weirs were employed sharp-crested, cylindrical, and quarter-cylindrical weirs. To determine the impact of the cycle of a labyrinth weir on hydraulic and hydrodynamic characteristics, two cycles of the weir model were tested. To assess the impact of the geometric parameters of the labyrinth weirs on the flow hydrodynamics, an acoustic velocimeter was used. Turbulence levels upstream of the weirs were calculated in the predetermined grid within the different laboratory models. The findings indicated that the quarter-cylindrical weir exhibited the least amount of backflow (negative velocity) compared to other experimental models, with the cylindrical and sharp-crested weirs following in sequence. Additionally, turbulence profiles at various elevations for the maximum discharge under free-flow conditions revealed that the turbulence intensity upstream of the quarter-cylindrical weir was significantly lower, averaging 21.1% and 28.8% less than that observed in the cylindrical and sharp-crested labyrinth weirs, respectively. Moreover, quadrant analysis outcomes upstream of the labyrinth weir models showed that turbulence transfer upstream of the sharp-crested labyrinth weir weir was predominantly due to velocity fluctuations, with Sweep and Ejection events registering higher values. In contrast, the analysis demonstrated that turbulence upstream of the quarter-cylindrical and cylindrical weir was largely driven by momentum variations, evidenced by elevated values of Inward and Outward events.

کلیدواژه‌ها [English]

  • coefficient discharge
  • flow reduction factor
  • submergence
  • turbulence
  • quadrant

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 27 آبان 1403
  • تاریخ دریافت: 21 فروردین 1403
  • تاریخ بازنگری: 23 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 27 آبان 1403
  • تاریخ انتشار: 27 آبان 1403