بررسی تأثیر زبری سرریز استوانه‌ای روی خصوصیات جریان

سرریزهای استوانه­ای یکی از انواع سرریزهای لبه پهن بوده، که دارای مزایایی چون الگوی پایدار جریان و سهولت عبور مواد شناور، سادگی طراحی و ساخت می‌باشند. تاکنون بررسی‌هایی روی هیدرولیک سرریزهای استوانه­ای در حالت بدون زبری توسط محققین انجام‌شده است. و با توجه به اینکه زبری سطح بدنه سرریز با تأثیر بر لایه‌مرزی و محل جدایش جریان می‌تواند روی مقدار و ناحیه شکل‌گیری فشار منفی، درنتیجه بر هیدرولیک جریان تأثیرگذار باشد لذا در این تحقیق تأثیر ارتفاع زبری بدنه سرریز استوانه‌ای در ترکیبات مختلف قطر و دبی ورودی روی ضریب دبی، افت انرژی و زاویه تشکیل عمق بحرانی به‌صورت آزمایشگاهی بررسی و پس از تحلیل اثر قطر سرریز و دبی ورودی روی پارامترهای فوق، حاصل تحقیق با نتایج سایر پژوهشگران مقایسه شده است. گروه سرریزهای مورداستفاده متشکل از سه استوانه کامل به قطرهای 100، 150 و 200 میلی‌متر بود که برای هر قطر چهار حالت زبری پی­وی­سی، 5/1، 3 و 5/4 میلی­متر مورد آزمون قرار گرفت. مقایسه نتایج نشان داد با بیشتر شدن ارتفاع زبری، ضریب دبی کاهش و افت انرژی افزایش‌یافته و محل تشکیل عمق بحرانی به سمت تاج متمایل می‌گردد. بطوریکه استفاده از زبری متوسط 5/4 میلی­متر در مقایسه با زبری پی‌وی‌سی منجر به کاهش 7/10 درصدی ضریب دبی و افزایش 3/22 درصدی افت انرژی به‌صورت میانگین می‌شود. بعلاوه زاویه محل تشکیل عمق بحرانی به‌طور متوسط حدود 8/78 درصد به تاج نزدیک‌تر شده است. تأثیر زبری روی ضریب دبی در قطرهای کمتر سرریز بیشتر بوده درحالی‌که تأثیر زبری بر افت انرژی نامتاثر از قطر استوانه است. ضریب دبی و افت انرژی با بیشتر شدن قطر سازه کاهش می‌یابند و با بیشتر شدن دبی، ضریب دبی افزایش و افت انرژی کاهش می‌یابد و فاصله محل تشکیل عمق بحرانی از تاج بیشتر می‌شود. همچنین همخوانی خوبی بین نتایج مربوط به نسبت بدون بعد عمق روی تاج به عمق بحرانی (Hcrest/Hc)، با نتایج تحقیق چانسون و مونتس که در حالت بدون زبری انجام شد وجود داشت.