Investigating the effect of flow Density containing cohesive sediment on discharge coefficient of bottom intake with porous media

Document Type : Original Article

Authors

1 PhD student, Dept. Of Water Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University

2 Department of water engineering, Sari agricultural sciences and natural resources university.

3 Dept. of Water Engineering, Agricultural Eng. College, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.

Abstract

Water diversion from river for agriculture or industry based on gravity is possible according to different methods where using porous media is one of its methods. It is necessary to study the water diversion in such flows because there is sediment in water flow in the nature. Different methods such as: porous media grain size, cohesive sediment density and various water discharging were studied in this research by making experimental model. The obtained results show that discharge coefficient in D50 = 16.5 mm in discharge 20.7 lit/s with 1.5, 3, 6.5 and 8 gr/lit density are 0.038, 0.035, 0.034 and 0.033 respectively. Reducing the flow velocity in porous media is because of increasing in density which is a reason of reducing in discharge coefficient. The discharge coefficient for 3 gr/lit density in discharge of 20.7 lit/s for the D50, 11.5, 16.5 and 25 mm are 0.025, 0.035 and 0.042. This is happened because of higher porosity in D50 = 25 mm than D50 = 16.5 mm and D50= 11.5 mm. it was observed that in lower discharges, discharge coefficient changes are more than inlet discharge but it is stable by increasing the inlet discharge. By analyzing the obtained data and using dimensional analyzing and multivariate regression, relationships to estimate discharge and discharge coefficient were proposed for this intake

Keywords

Main Subjects

References

تقی­پور، ه. 1391. مطالعه آزمایشگاهی جریان عبوری از کف مشبک و تعیین معادله ضریب آبگذری جریان. پایان­نامه کارشناسی ارشد سازه­های آبی.  دانشگاه  شهید باهنر کرمان.
پوراسماعیل، س. م، فغفور مغربی. 1393. بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان زلال در آبگیر کف متخلخل. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 28، 1. 45- 35.
سرحدی، ر. 1395. بررسی آبگیر کفی با میله­های طولی و تأثیر عوامل مختلف بر دبی خروجی از کف. پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران. موسسه غیرانتفاعی آموزش عالی اشراق.
شریعتی، ح. س.ر، خداشناس و ک، اسماعیلی. 1396. بررسی عوامل موثر بر آبگذری جریان از آبگیر کفی با محیط متخلخل در شرایط آب زلال. مجله تحقیقات مهندسی سازه­های آبیاری و ذهکشی. 69، 18. 30- 17.
قرنجیک، آ. 1395. بررسی اثر کاهش عرض بر عملکرد طرح نوینی از آبگیر کفی در جریان زلال و رسوبدار. پایان­نامه کارشناسی ارشد سازه­های آبی. دانشگاه  فردوسی مشهد.
کوروش وحید، ف. ب، نقوی. ک، اسماعیلی. و م، فغفور مغربی. 1388. مقایسه آبگذری جریان­های زلال و رسوبدار در روش­های نوین آبگیر کفی با محیط متخلخل. هشتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز.
نقوی، ب. س.ر، خداشناس. م، فغفور مغربی. ک، اسماعیلی. و م.ر، اکبرزاده. 1387. مطالعه آزمایشگاهی رسوب گرفتگی در سیستم جدید آبگیری از کف با استفاده از محیط متخلخل. سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران. دانشگاه تبریز.
نقوی، ب. م، فغفور مغربی. ک، اسماعیلی. س.ر، خداشناس. و ف، کوروش وحید. 1388. مقایسه ابگذری آبگیر کفی با محیط متخلخل در جریان­های زلال و رسوبدار. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 23، 2. 135- 122.
Bhave, S. and Kumar, S. 2020. A New Approach to analyze theWater Surface Profile Over the Trench Weir. Advances in Water Resources Engineering and Management. Lecture Notes in Civil Engineering 39, 71-79.
Brunella, S., W, Hager. and H.E, Minor. 2003. Hydraulics of bottom rack intake. Journal of Hydraulic Enginieering. ASCE 129(1): 2-10.
Castillo, L.G., García, J. T. and Carrillo, J. M. 2016. Experimental and numerical study of bottom rack occlusion by flow with gravel- sized sediment. Application to ephemeral streams in semi- arid regions. Water.8(4),166. Dio: 10.3390/w8040166.
Carrillo, J. M., García, J. T and Castillo, L.G.2018. Experimental and Numerical Modelling of Bottom Intake Racks with Circular Bars. Water.10(5),605. Doi:10.3390/w10050605.
Ghosh, S. and Z, Ahmad. 2006, "Characteristics of Flow over Bottom Racks", Water and Energy Int., CBIP, Vol.63, No. 2, pp 47-55.
Hager, W.H. 1987. Lateral Outflow over Side-Weirs, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE,113(4):491504.
Kumar, S. and Ahmad, Z. 2015. Experimental investigation on ingestion of sediment into trench weirs. ISH J. Hydraulic. Eng. 21, 343-352.
Leps T.M. 1973. Flow Through Rockfill in Embankment Dam Engineering. John Wiley. New York.
Mostkow, M.A. 1957. "A Theoretical Study of Bottom Type Water Intakes", La Hoille Blanche, No. 4, Sep.
Partheniades, E. 2007. Engineering properties and hydraulic behavior of cohesive sediments. CRC Press, Taylor and Francis Group, 338 pages.
Salehi, R., H, Rahimi. and M.H, Omid. 2005. An Empirical Study on Turblent Flow through Confined Coarse Porous Media. Iranian Journal Agriculture Science, 36(2): 263- 271.
Subramanya, K. and S.K, Shukla. 1988. Discharge diversion characteristics of trench weirs. Inst. Engineering. India Journal. 69(3): 163-168.
Shin, H.J., M. Son and G. Lee. 2015. Stochastic flocculation model for cohesive sediment suspended in water. Water 2015, 7, 2527- 2541; doi: 10.3390/w7052527.

Files

Share

How to cite

Statistics