تأثیر شرایط هیدرولیکی و هندسه سرریز در مدل سازی ریاضی ضریب دبی سرریزهای نوک اردکی و مایل
چکیده
سرریزها از جمله سازههای هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب بالادست و اندازهگیری دبی در کانالها، شبکههای آبیاری و رودخانهها میباشند. در یک عرض مشخص سرریزهای نوکاردکی و مایل دارای طول مؤثر بیشتری در مقایسه با سرریزهای معمول میباشند که این مسئله میتواند بر ضریب دبی و راندمان این نوع سرریزها تأثیرگذار باشد. ضریب دبی جریان تابعی از مشخصات هندسی و هیدرولیکی سرریز میباشد، لذا در این تحقیق ضریب دبی جریان برای سرریزهای نوکاردکی و مایل برای سه زاویه مختلف و در سه ارتفاع تعیین و نتایج بهدست آمده با ضریب دبی سرریز مستطیلی ساده مقایسه شد. در نهایت سه رابطه ریاضی برای این سه نوع سرریز ارائه گردید، که رابطه بین ضریب دبی و متغیرهای هندسی بدون بعد سرریز را بر پایه شرایط هندسی و هیدرولیکی نشان میدهد. چنین برداشت میشود که برای همه سرریزها ضریب دبی با افزایش دبی یا افزایش انرژی کل بالادست سرریز کاهش مییابد، بهگونهای که در سرریز نوکاردکی و برای زاویههای 45، 60 و 75 درجه ضریب دبی بهترتیب از حدود 7/0 تا 5/0، از 73/0 تا 4/0 و از 75/0 تا 3/0 کاهش یافته است. همچنین برای سرریزهای مایل 15، 30 و 45 درجه نیز به ترتیب از حدود 9/0 تا 66/0، از 95/0 تا 64/0 و از 9/0 تا 54/0 کاهش یافته است. هرچند این کاهش در سرریزهای با زاویه بیشتر دارای شیب بیشتری میباشد به این معنی که سرریزهای نوکاردکی و مایل فقط برای ارتفاع آب کم در بالادست راندمان بالاتری دارند، در نتیجه میتوانند دبی بیشتری را با ارتفاع کم آب بالادست عبور دهند.