بررسی آزمایشگاهی تعیین ضریب دبی در سرریزهای مرکب قوسی

سازه سرریز به منظور تنظیم و کنترل سطح آب در سیستم فاضلاب، کانال های روباز و حوضچه های آرامش به طور گسترده استفاده می شود. از مهم ترین دلایل استفاده از این سازه ها به عنوان وسایل اندازه گیری، داشتن رابطه دبی-اشل سازه است. یکی از انواع سازه های اندازه گیری و کنترل جریان، سرریز قوسی است که محور تاج این سازه به شکل غیر خطی و به صورت یک قطاع از دایره ای با شعاع مشخص است. به منظور افزایش ضریب دبی، می توان سرریز قوسی را به کار برد. در این مطالعه، از عملکرد هیدرولیکی سرریز قوسی و نیز سیستم سرریز مرکب قوسی با زاویه­های مرکزی ۹۰، ۱۲۰ و ۱۵۰ درجه و ارتفاع ۱۸ سانتی متر، به منظور بررسی و محاسبه معادله­های ضریب دبی و دبی عبوری از این سازه ها استفاده شد. نتایج اجرای آزمایش ها در یک کانال مستطیلی به طول ۹ متر، ارتفاع و عرض ۴۰ سانتی متر نشان داد که افزایش پارامترهای  (نسبت هد آب روی سرریز به ارتفاع سرریز)،  (نسبت عمق آب بالادست جریان به طول قوس سرریز)،  (نسبت هد آب روی سرریز به عرض کانال) و عدد فرود (Fr) منجر به افزایش ضریب دبی در سرریز قوسی ساده و سرریز مرکب قوسی شده است. بر اساس مقایسه ضریب دبی سرریزهای مورد آزمایش مشخص شد که شدت انحنای قوس و مرکب کردن سرریز تاثیر زیادی بر ضریب دبی این سازه ها دارد به طوری که در سرریز قوسی ساده، زاویه ۹۰ درجه دارای بیشترین ضریب آبگذری و در سرریز مرکب قوسی زاویه ۱۵۰ درجه دارای بیشترین ضریب دبی است. بررسی نتایج همچنین نشان داد که با مرکب کردن سرریز قوسی ساده، ضریب دبی حدود ۱۷ درصد افزایش می یابد. بررسی ضریب دبی روی سرریز مرکب قوسی نشان داد که با افزایش ابعاد پله دوم در سرریز مرکب قوسی، افزایش ضریب دبی را خواهیم داشت به طوری که در دبی ۱۲ لیتر بر ثانیه، ضریب آبگذری در سرریز مرکب قوسی که نسبت ارتفاع به عرض پله دوم در آن ( ) برابر ۰.۲۶ باشد، نسبت به سرریز مرکب قوسی که نسبت ارتفاع به عرض پله دوم در آن ( ) برابر ۴/۰، در زاویه­های  قوس ۹۰، ۱۲۰ و ۱۵۰ درجه به ترتیب ۶، ۱/۵ و ۷ درصد افزایش می یابد.

Keywords:

انحنای قوس , زاویه قوس , سرریز قوسی , ضریب آبگذری