بررسی آزمایشگاهی و عددی عملکرد هیدرولیکی آبگیر کفی با روزنه مربع شکل در شرایط مختلف زیربحرانی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناس ارشد مهندسی آب و سازه هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

3 استادیار گروه مهندسی عمران- مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

4 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

آبگیر کفی از جمله کارآمدترین سازه‌های انحراف آب در رودخانه‌‌ها می‌باشد که وظیفه‌ انتقال جریان آب به کانال جمع‌آوری را دارا می­باشد. آبگیر کفی روزنه‌ای، در شبکه جمع‌آوری آب‌های سطحی و انحراف آب به سمت توربین مورد استفاده قرار می­گیرد. در این تحقیق تاثیر مشخصات مختلف صفحه مشبک روزنه‌ای مربع شکل مانند شیب طولی صفحه مشبک (S)، نسبت مساحت بازشدگی (A)، تعداد روزنه (N) بر ضریب آبگذری (Cd) و درصد دبی عبوری از صفحه مشبک (P) تحت شرایط مختلف جریان زیربحرانی به صورت آزمایشگاهی و عددی بررسی شده است. نتایج آزمایش­ها نشان داد که پارامترهای A و S بیشترین تأثیر را بر P و Cd داشته­اند. با افزایش 7 برابری نسبت مساحت بازشدگی، مقدار درصد دبی عبوری به طور متوسط 58/7 برابر شده است. همچنین با کاهش شیب طولی به میزان ده درجه، مقدار دبی عبوری 57/45 درصد افزایش یافته است. نتایج شبیه­سازی جریان در نرم­افزار Flow-3D حاکی از آن است که درصد دبی عبوری از سازه تحت مطالعه، با آشفتگی جریان و فشار رابطه معکوس دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF THE HYDRAULIC PERFORMANCE OF A SQUARE ORIFICE BOTTOM INTAKE IN DIFFERENT SUBCRITICAL CONDITIONS

نویسندگان [English]

  • Ali Mirnoorollahi 1
  • Saeed Farzin 2
  • hojat karami 3
  • Mojtaba Ameri 4
1 M.Sc Student of Water Engineering and Hydraulic Structures, Faculty of Civil Engineering, Semnan University
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering and Hydraulic Structures, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
4 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Technical and Engineering, Islamic Azad University- Shahrood Branch, Shahrood, Iran.
چکیده [English]

Bottom intakes are one of the most efficient water diversion structures in rivers that have the task of transferring the flow to the collecting canal. The orifice bottom intake is used in the surface water collection and diversion network to the turbine. In the present study, the effect of different parameters of square orifice bottom intake including perforated plate longitudinal slope (S), opening area ratio (A) and number of orifices (N) on the discharge coefficient and percentage of flow passing through the perforated plate under different subcritical flow conditions in laboratory and numerical condition investigated. The results showed that parameter A and S had the highest effect on P and Cd. By increasing A from 0.01 to 0.07, the percentage of flow passing through the perforated plate has increased 7.58 times. Also, by decreasing the longitudinal slope by 10 degrees, the percentage of flow passing through the perforated plate increased by 45.57%. Also the simulation results of this structure in Flow-3D software showed that the value of P was inversely related to turbulence and pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Square Orifice Bottom Intake
  • Discharge coefficient
  • Laboratory modeling
  • subcritical flow
  • Flow-3D