Hydraulic analysis of inclination of half-cylindrical weir-gate with fixed opening

Document Type : Original Article

Authors

1 Expert of Water engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University

2 Associate Professor, Water engineering Department, Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources University

3 Associate Professor, Water engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University

4 Associate Prof., Dept. of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources., Gorgan., Iran

Abstract

Flow control and measurement structures such as gates and weirs are important components in irrigation and drainage networks. With regard to the problem of sedimentation in weirs and the accumulation of floating materials behind the gates, a combined weir- gate structure to facilitate draining of materials through the gate and suspended materials through weir. One of its types is half-cylindrical weir–gate which, due to the curvature of the flow lines and adhesion on body of the structure, it has advantages including ease of passage of floating objects, ease of design, higher flow discharge coefficient compared with other combined structures (sharp-crested and broad-crested, etc.). This research was aimed to analyze the hydraulic of passing flow from half-cylindrical weir–gate structure by rotating around the center and edges half-cylindrical from 0° to 180° with fixed gate opening height. Experiments were done in a rectangular and horizontal flume with 11 meter length and 30cm width under three models of half-cylindrical weir–gate with 70, 120 and 160 mm diameters. The minimum discharge coefficient occurred at 90° and its maximum happened at 45° and 30° angles, respectively. For diameters of 70, 120 and 160 mm, the minimum back water was observed at 0°, 45° and 30°, respectively, and the largest one was observed at 90° for all three diameters. Moreover, in relation to the depth of upstream water to the opening of the fixed valve, for the angles, by increasing diameter, the discharge coefficient of the combined structure decreased. The results showed that, in addition to the angle of the half-cylindrical curvature relative to horizon line, the diameter of the structure is effective on the discharge coefficient and back water of the combined structure.

Keywords

References

حسینی،م و ابریشمی،ج. 1394. هیدرولیک کانال­های باز، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، دانشگاه امام رضا(ع)، 616 ص.
حیدرپور،م.، ایزدی­نیا،ا و سعادت­پور،ع. 1385. بررسی توزیع فشار روی تاج سرریزهای استوانه­ای و تاج دایره­ای با ارتفاعات مختلف، مجموعه مقالات اولین همایش ملی مدیریت شبکه­های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران، 12 الی 14 اردیبهشت، 7 ص.
رضویان،ح و حیدرپور،م. 1386. بررسی خصوصیات جریان ترکیبی از روی سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی و زیر دریچه مستطیلی بدون فشردگی در حالت لبه­تیز، مجموعه مقالات نهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر، کرمان، ایران، 8 ص.
شهابی،م.، طالب بیدختی،ن و دهقانی،ا. 1389. تعیین ضریب آبگذری دریچه شعاعی در حالت جریان آزاد و مستغرق، مجموعه مقالات نخستین کنفرانس ملی پژوهش­های کاربردی منابع آب ایران، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران، 21 الی 23 اردیبهشت، صص: 608 - 599.
علیزاده،ف. 1393. بررسی آزمایشگاهی و عددی میدان جریان اطراف سرریز- دریچه نیم­استوانه­ای، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم­کشاورزی و منابع­طبیعی ساری، ساری، ایران، 101 ص.
فیض­اله،ف.، قدسیان،م و دهقانی،ا. 1385. بررسی آزمایشگاهی بر روی ضریب تخلیه جریان هم­زمان دریچه و سرریز جانبی در خم180 درجه، مجموعه مقالات هفتمین سمینار بین­الملی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران، 8 ص.
قره­گزلو،م. 1391. بررسی آزمایشگاهی جریان هم­زمان از مدل ترکیبی سرریز- دریچه استوانه­ای، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری،ایران، 84 ص.
قره­گزلو،م.، مسعودیان،م.، صالحی­نیشابوری،ع.ا.، نادری،ف و سوری،ا.1392. مقایسه آزمایشگاهی ضریب دبی مدل ترکیبی سرریز- دریچه استوانه­ای و نیم­استوانه­ای در کانال کوچک، مجله پژوهش های حفاظت آب و خاک. 20 : 195-185.
قره­گزلو،م.، مسعودیان،م.، صالحی­نیشابوری،ع.ا.، سوری،ا و نادری،ف. 1391. مقایسه آزمایشگاهی هیدرولیک سرریز- دریچه استوانه­ای و نیم­استوانه­ای، مجموعه مقالات نهمین کنفرانس بین­المللی مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران، 19- 21 اردیبهشت، 7 ص.
محمودیان شوشتری،م. 1388. اصول جریان در مجاری باز، انتشارات دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران، 985 ص.
مسعودیان،م.، قره­گزلو،م.، سوری،ا و ضیایی­فر،س. 1390. بررسی خصوصیات جریان ترکیبی از سرریز- دریچه نیم­استوانه­ای با انحنا بالادست در زوایای مختلف قرارگیری نسبت به افق، مجموعه مقالات یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر کرمان.
مسعودیان،م.، قره­گزلو،م.، سوری،ا و ضیایی­فر،س. 1391. بررسی اثر چرخش سرریز- دریچه نیم­استوانه­ای بر میزان افت انرژی جریان عبوری، مجموعه مقالات یازدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران، آبان، 7 ص.
مسعودیان،م.، فندرسکی،ر و قره­گزلو،م. 1392. مطالعه­ی ضریب بده­ی سرریز- دریچه استوانه­ای و تعیین رابطه­ی آن با ضریب بده­ی دریچه و سرریز جداگانه. مجله­ی مهندسی منابع آب، دوره ششم، شماره 16. صص: 62-51.
مسعودیان،م.، سوری،ا و ضیایی­فر،س. 1393. اثر چرخش سرریز- دریچه نیم­استوانه­ای بر میزان افت کارمایه و ضریب بده. مجله­ی مهندسی منابع آب. 7. 22: 100-85.
Bos, M. G. 1976. Discharge measurment structures, international institute for land reclamation and implovment / LIRI wageningen, the netherlands. Pp: 107- 126.
Chanson, H and Montes, J. S. 1998. Over flow characteristics of circular weirs: effects of inflow condition, Journal of Irrigation And Drainage Engineering. Vol.32, No.1, Pp: 152-161.
Chanson, H. 2009. Discussion of hydraulics of broad-crested weirs with varying side slopes, Journal of irrigation and drainage engineering, ASCE, Vol.136, No.7, Pp: 508-509.
Israelsen,O.W and Hanson,V.E. 1962. Irrigation principle and practices. 3 rd .ed. New York. 447 p.
Masoudian,M., Gharahgezlou,M. 2012. Flow characteristics of cylindrical weirs in a small laboratory canal, Journal of Science Series Data Report. April, Vol.4, No.4, Pp: 12-23.
Mazlom Shahraki,S and Honar,T. 2012. Check specifications hydraulic cylinder and semi side wire. 9th international congress on civil engineering isfahan university of technology. 19 to 21 May.
-Negm, A. M. Al- Brahim, A. M. and Alhamid, A. A. 2002. Combined free flow over weirs and below gates, Journal of hydraulic research, Vol.40, No.3, Pp: 359-365.
Negm, A. M. El-Saiad, A. A. and Saleh, O. K. 1997. Characteristics of combined flow over weirs and below submerged gates, Proc. of Al- Mansoura engineering, Vol.3, No.2, Pp: 259-272.
Samani, J. M. V. and Mazaheri, M. 2009. Combined flow over weir and under gate, Journal of hydraulic engineering, Vol.135, No.3, Pp: 224-227.
Iranian Journal of Irrigation & Drainage
Volume 12, Issue 3 - Serial Number 69
September and October 2018
Pages 709-721

Files

Share

How to cite

Statistics