بررسی آزمایشگاهی ضریب شدت جریان در سرریزهای کلید پیانویی دو سیکل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری رشته مهندسی آب – ساازههاای آبای، دانشاکده کشااورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استادیار گروه مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز

چکیده

سرریز کلید پیانویی حالت توسعه یافته سرریزهای غیرخطی است که ظرفیت تخلیه دبی بسیار بالایی دارد. با توجه به افزایش طول موثر و به دنباال
آن افزایش راندمان تخلیه در این گونه سرریزها میتوان از آنها در سرریز سدها و یا سازه های تنظیم آب استفاده نمود. در این تخقیق که بر روی
سرریزهای دوسیکل کلید پیانویی با دماغه مثلثی انجام شده، آزمایشات متعددی برای تعیین تاثیر پارامترهای هندسی نسبت عرض کلید ورودی به کلید
خروجی سرریز ( Wi/Wo )و نسبت طول سرریز به طول شیروانی پایین دست ( B/Bi ) بر ضریب شدت جریاان، انجاام گردید. نتاایچ نشاان داد که باا افزایش بار هیدرولیکی، ضریب شدت جریان ابتدا افزایش و سپس کاهش مییابد. همچنین با افزایش نسبت عرض کلید ورودی به کلید خروجی از 8 / 0
تا 25 / 1 ضریب جریان در سرریز کلید پیانویی به مقدار 26 درصد افزایش یافت. استفااده از دماغه مثلثی بر ضریب شدت جریاان تاثیر مثبات داشته و مقایسه با تحقیقات سایر محققین نشان داد که رابطه بدست آمده از این تحقیق خطای کمتری نسبت به سایر روابط دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental study of Discharge Coefficient in Two-Cycle Piano Key Weirs

نویسندگان [English]

  • Bijan Kamaei abbasi 1
  • Saeid Reza Kamaei abbasi 2
  • Mohammad Heidarnejad 3
1 Ph.D. Student, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad
2 Professor, Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad
3 Assistant Professor, Department of water Science engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

The piano key weir is a developed version of nonlinear weirs with a very high discharge capacity. Due to the increase in effective length and consequently the increase in drainage efficiency of these weirs, they can be used in dam spillways or water regulation structures. This study aimed at the investigation of two-cycle piano key weir with a triangular nose. Several experiments have been conducted to determine the effect of geometric parameters of the input-to-output key widths (Wi/Wo( and the ratio of the weir’s length to the length of downstream slope (B/Bi) on the discharge coefficient. The results of this study showed that with increasing hydraulic load, the discharge coefficient was first increased and then reduced, and by increasing the input-to-output width ratios from 0.8 to 1.25, the discharge coefficient of piano key weir increased up to 26 percent. Using triangular nose has a positive effect on the discharge coefficient. In addition, the comparison with the results of other researchers showed that have the relationship developed in this study has less error than other relationships.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow discharge coefficient
  • Hydraulic Model
  • : Piano Key Weir
  • Ratio of input key width to output key 1-
احمدی،ح، امین­نژاد،ب و طاهباز عالی،ر. ۱۳۹۳. مطالعه عددی هیدرولیک جریان در سرریز کلید پیانویی، اولین کنفرانس ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار ایران، به­صورت الکترونیکی، مرکز راهکارهای دست­یابی به توسعه پایدار.

کبیری‌سامانی، ع. و ا.، جواهری .، 1391، تعیین ضریب دبی سرریزهای کلید پیانویی در حالت جریان آزاد، اولین کنفرانس بین المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه های برق آبی. تهران .ص 8-1.

کریمی چهارطاقی، م.، نظری، س. و م.، کریمی چهارطاقی، ۱۳۹۳، بررسی آزمایشگاهی مقایسه ضریب دبی درسرریزهای کلید پیانو با تاج‌های متغیر، هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی. ص7-1.

مهبودی،ع، عطاری،ج، حسینی،ع و جلیلی قاضی­زاده،م. ۱۳۹۳. بررسی آزمایشگاهی مقایسه سرریز کلید پیانویی با سرریزهای کنگره­ای و خطی، سیزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، تبریز، دانشگاه تبریز- گروه مهندسی آب.

Anderson.R.M. Tullis, B. 2012. Comparison of piano key and rectangular labyrinth weir hydraulics

 Journal of hydraulic engineering. 138.4:358-361.

Anderson, R.M., Tullis, B. 2011. Piano key weir head discharge relationships. All graduate theses and dissertations (Utah state university). Paper 880.

Anderson, R.M., Tullis, B. 2013. Piano key weir hydraulics and labyrinth weir comparison. Journal of irrigation and drainage engineering.139.3:246-253.

Belzner, F., Merkel, J., Gebhardt,M., Thorenz,C. 2017. Piano key and labyrinth weirs at german waterways: recent and future research of the baw labyrinth and piano key weirs III – pkw 2017 – Erpicum et al. (Eds) © 2017 Taylor and Francis group, London, ISBN 978-1-138-05010-5

Crookston, B.M., Tullis,B.P. 2012. Discharge efficiency of reservoir application specific labyrinth weirs. Journal of irrigation and drainage engineering. 138.6: 773-776.

Dabling, M.R. 2014. Nonlinear weir hydraulics. MSc thesis, Utah state univercity logan, utah.

Gebhardt, M., Merkel,J., Belzner,F., Thorenz,C . 2017. a comparison of side weirs and labyrinth weirs at ilmenau river  labyrinth and piano key weirs III – PKW 2017 – Erpicum et al. (eds) © 2017 Taylor and Francis group, london, ISBN 978-1-138-05010-5.

Falvey, H., Trielle,B. 1995. Hydraulics and design of fusegates. Journal of hydraulic engineering. 121.7: 512–518.

Hay, N. and G. Taylor, (1970), performance and design of labyrinth weirs. Journal of Hydraulic division, ASCE 96:2337-2357

Laugier, F. 2007. Design and construction of the first piano key weir spillway at the goulours dam, hydropower and dams. 13.5: 94-101.

Le Doucen, O., Ribeiro, M.L., Boillat, J.L., Schleiss, A.J., Laugier, F. 2009. Etude parametrique de la capacite des piano key weir. Modèles physiques hydrauliques – outils indispensables du XXIe siècle, SHF, Lyon.

Leite Ribeiro, M., Pfister, M., Boillat, J.L., Schleiss,A.J., Laugier,F. 2012. piano key weirs as efficient spillway structure. 24th International Congress. Large Dams on karge dams. Kyoto.J. Q.94 – R.13.

Leite Ribeiro,M., Boillat,J.L., Schleiss,A.J. 2011. Experimental parametric study for hydraulic design of pkws, labyrinth and piano key weirs-pkw. CRC press. london. 183-190.

Ouamane, A., Lemperiere,F. 2006a. Design of a new economic shape of weir, international symposium on dams in the societies of the 21st century, Barcelona, spain, 463-470.

Tullis,B., Young,J., Chandler,M. 2007. Head-discharge relationships for submerged labyrinth weirs. Journal of hydraulic engineering. 133.3: 248–254.