استخراج معادله دبی جریان مستغرق و تعیین ضریب دبی در سرریز لولایی با فشردگی‌های جانبی مختلف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم مهندسی آب، سازه‌های آبی دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی سازه‌های آبی دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد مهندسی عمران آب موسسه تحقیقات آب تهران، تهران، ایران

چکیده

سرریزهایلولایی در شبکه‌های آبیاری به منظور کنترل، تنظیم تراز سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان به کار می‌روند. پژوهش­های کمی درخصوص روابط دبی-اشل این سازه در شرایط جریان مستغرق ارائه شده است. در این پژوهش، یک معادله تئوری پایه برای جریان عبوری از سازه با استفاده از رابطه انرژی و جریان بحرانی ارائه گردید. به منظور تعیین ضرائب معادله جریان در شرایط مستغرق، داده‌های حاصل از یک مدل آزمایشگاهی با سه سرریز لولایی در سه فشردگی جانبی مختلف به همراه داده‌هایUSBRبا چهارفشردگی جانبی مختلف اندازه گیری شد و رابطه‌ای برای محاسبه دبی جریان از سرریزهای لولایی در شرایط جریان مستغرق ارائه شد. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و نتایج رابطه بدست آمده، دقت رابطه شاخص استغراق بین 2/0 و 9/0 در حدود%20±است که در مقایسه با رابطه ویلمونته (دقت %40±) از دقت قابل قبولی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Extraction of flow Rate Equation under Submerged Flow Condition and Determining of Related Coefficients in Pivot Weirs with the Different Side Contractions

نویسندگان [English]

  • Neda Sheikh Rezazadeh Nikou 1
  • Mohammad Javad Monem 2
  • Khodadad Safavi 3
1 PhD Candidate of Water Science and Engineering -Hydraulic Structural Engineering, Ferdowsi University of Mashhah., Mashhad., Iran
2 Associate Professor, Department of Water Structure Engineering, Tarbiat Modares University., Tehran., Iran
3 - Sinior Research Engineer, Water Research Institute of Tehran., Tehran., Iran
چکیده [English]

Pivot weirs are used in irrigation networks in order to regulate water surface elevation and flow measurements. Few studies have been reported on head-discharge relation of mentioned structure under submerged flow condition. In this study, one equation based on energy and critical depth equations is proposed to determine discharge equation. To determine the coefficients of these equations, measured data in an experimental model on the three pivot weirs with different three side contractions compiled with the USBR (United States Bureau of Reclamation) experimental data of data, the discharge coefficient was estimated for and submerged flow condition‎. Comparisons of experimental results with presented relation indicatest‎he range of error for the proposed equation was less than ±20%‎, where the submergence factor was between 0.2 and 0.9‎, which in comparison to Brater and King’ relation with ±40% error has a good accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Analytical Equation
  • Dimensional Analysis
  • Discharge coefficient
  • Experimental Model
  • Flow Measurement

حسین‌زاده، ز.، منعم،ج. و کوچک زاده، ص. 1389. تعیین آزمایشگاهی ضریب دبی سرریز لولایی خودکار. سومین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی.

شیخ رضازاده نیکو، ن.، منعم،ج. و صفوی، خ. 1392). استخراج معادله جریان آزاد و تعیین ضرائب مربوط درسرریزهایلولایی با فشردگی‌های جانبی مختلف. دوازدهمین کنفرانس هیدرولیکایران.

یاسی، م. 1390. درسنامه مدل­های فیزیکی و هیدرولیکی. دانشگاه ارومیه.

Arvanaghi,H., Naderi,V., Azimi,V and Salmasi,F. 2014. Determination of discharge coefficient in inclined rectangular sharp-crested weirs using experimental and numerical simulation.Journal of current research in science.2.3: 401-406.

Borghei, S., Vatannia,Z., Ghodsian,M and Jalili,M. 2003. Oblique rectangular sharp-crested weir, Proceedings of the ICE-Water and Maritime Engineering.156: 185-191.

Wahlin, B.T and Replogle,J.A. 1994. Flow Measurement Using an Overshot Gate. United States Department of the Interior Bureau of Reclamation, Standard from 208 (Rev. 2-80) R&M b ANSl Sd. m-111, ‎pp‎. 298-102‎‎‎.‎‎‎‎‎‎‎‎

U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation. 2001. Water measurement manual. ‹www.usbr.gov/pmts/hydraulics_lab/pubs/wmm›‎(Aug‎. 2, 2012).‎‎

Rehbock, T.1929. Discussion of precise weir measurements by EW Schoder and KB Turner, ASCE. vol. 93, pp. 1143-1162.

Villemonte,J.R. 1947. Submerged weir discharge studies, Engineering News-Record.139:866-69.

Kindsvater,C.E and Carter,R.W. 1957. Discharge characteristics of rectangular thin-plate weirs.Journal of the Hydraulics Division. 83: 1-36.

Ramamurthy,A.S., Tim,U.S and Rao,M. 1987. Flow over sharp-crested plate weirs, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ASCE 113 (2), pp. 163-172.

Bos, M. G. 1976. Discharge measurement structures. NASA STI/Recon Technical Report N, 78, 31395.

Brater, E.F., and King, H.W. (1976). “Handbook of Hydraulics.”, 6th ed. McGraw-Hili, New York. 584pp.

SheshaPrakash, M.N. and Shivapur, A.V. 2004, “Generalized Head-Discharge Equation for Flow over Sharp Crested Inclined Inverted V-Notch”, Journal of Irrigation and Drainage Engineering Division, ASCE, Vol. 130 (4), Aug. 2004, pp 325-330.

Hulsing, H. (1967). ‎“Measurement of peak discharge at dams by indirect method.”, U.S. Geol. Survey Techniques Water- Resources Inv., Vol.3, chap. A5, ‎pp‎. 29‎‎.‎‎

Henderson,F.M. 1966. ‎Open Channel Flow, Prentice-Hall Inc‎‎‎‎.http://www.scribd.com/doc/136483721/Open-Channel-Flow-Henderson#scribd›

ISO (1980).  International Organization of Standards.  ISO 1438/1-1980(E).  Water flow measurement in open channels using weirs and venturi flumes - Part 1: Thin plate weirs. Available from Global Engineering Documents at http://global.ihs.com

Novak,P and Cabelka,J.1981.‎ Models in Hydraulic Engineering: Physical Principles and Design Applications, Pitman Advanced Publishing, Inc. Boston/London/Melbourne‎‎‎‎, 460 pp‎.‎‎‎‎‎

Karunanithi,N., Grenney,W.J., Whitley, D and Bovee,K. 1994. Neural networks for river flow prediction, Journal of Computing in Civil Engineering.8: 201-220.

Wu,S., and Rajaratnam,N. 1996. Submerged flow regimes of rectangular sharp-crested weirs. Journal ofHydrologyEngeering, ASCE. 122.7: 412-414.