بررسی آزمایشگاهی جریان آزاد و مستغرق بر روی سرریزهای شیب دار

سرریزها از سازه های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه گیری دبی جریان در کانال های آبیاری هستند. مزیت سرریزهای شیب­دار به واسطه وجود شیب بالادست آن است که از به ­وجود آمدن منطقه سکون آب در بالادست جلوگیری می­ کند. سرریزها با تسهیل در عبور ذرات رسوب می توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی شرایط جریان آزاد و مستغرق و ارائه روابطی برای محاسبه ضریب دبی این نوع سرریزها و مقایسه این نوع سرریزها با سرریز لبه پهن مستطیلی است. برای این منظور، سه مدل سرریز شیب­ دار با شیب بالادست، شیب پایین ­دست و شیب ترکیبی بالادست و پایین ­دست و یک مدل سرریز لبه­ پهن مستطیلی در دامنه ­ای وسیع از دبی ­ها (۳ تا ۳۰ لیتر بر ثانیه با گام­های ۳ لیتر بر ثانیه) در یک فلوم آزمایشی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب ۱۵، ۰.۳ و ۰.۵ متر بررسی شد. نتایج بررسی­ ها نشان داد با افزایش نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز از ۰.۲ تا ۱، ضریب انتقال دبی سرریزهای شیب­دار از ۰.۳۷ به ۰.۵۶ افزایش می­ یابد و ضریب انتقال دبی سرریز لبه ­پهن مستطیلی از ۰.۵۵ به ۰.۴۱ کاهش می­یابد و بیشترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب ترکیبی بالادست و پایین­ دست و کمترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب بالادست است. نتایج تحقیق همچنین نشان داد سرریز لبه پهن حساسیت کمتری به تغییرات نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز دارد. دو رابطه نیز برای محاسبه ضریب­ های انتقال دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای شیب­ دار ارائه شده است. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به ترتیب برای شرایط جریان آزاد ۰.۹۰ و ۰.۰۱۷ و برای شرایط جریان مستغرق به ترتیب ۰.۹۱ و ۰.۰۴۰ به دست آمد.

Keywords:

پروفیل سطح آب , ضریب انتقال دبی , نسبت ارتفاع به عرض سرریز