ارزیابی ضریب شدت جریان در سرریزهای جانبی با مقاطع عرضی مختلف و شرایط متغیر جریان در کانال اصلی

در تحقیق حاضر ضریب شدت جریان سرریزهای جانبی با مقاطع عرضی مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای مورد بررسی قرار گرفته و عوامل تأثیرگذار بر روی این پدیده شناسایی شد. همچنین میزان تأثیر هرکدام از این عوامل ارزیابی شده و حساسیت ضریب شدت جریان نسبت به آن ها تحلیل گشت و در ادامه راندمان و بازده سرریزها در هنگام قرارگیری در سیستم در شرایط هیدرولیکی یکسان مقایسه گردید. مطالعه پروفیل طولی وعرضی در مقابل سرریز جانبی همراه با حل معادله جریان های متغیر مکانی به روش رانگ کوتای مرتبه 4 بخش دیگری از این تحقیق بود. به این منظور برنامه کامپیوتری به زبان matlab برای هر سه نوع سرریز، نگاشته شده و خروجی برنامه مورد نظر با آمار برداشت شده مقایسه شد. در آغاز کار نمونه جامعی برای شروع آزمایشات طراحی گردید که با توجه به محدودیت های موجود در آزمایشگاه تغییراتی در فلوم آزمایشی ایجاد شد به طوری که عرض کانال اصلی از 60 سانتیمتر به 30 سانتیمتر تقلیل یافت. ارتفاع در نظر گرفته شده برای سرریزها، 20، 30 و 40 سانتیمتر بوده و طول سرریز برای مقطع مستطیلی 20، 30 و 40 سانتیمتر و برای مقطع ذوزنقه ای 15، 20 و 30 سانتیمتر و زاویه رأس مقطع مثلثی 45، 60 و 90 درجه را شامل می شد. در مجموع 36 سرریز برای انجام گیری آزمایشات ساخته شد. آمار و داده های خام برداشت شده از مدل مورد نظر بوسیله ی نرم افزارهای آماری نظیر excel و spss تحلیل شده و نتایج مورد نظر نشان می دهد سرریزهای مستطیلی و ذوزنقه ای در مقایسه با سرریز مثلثی در شرایط هیدرولیکی بالادست، ضریب شدت جریان بالاتری به خود اختصاص می دهند. مهمترین عوامل تأثیرگذار بر سرریزهای مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای به ترتیب عدد فرود در بالادست کانال اصلی، عرض کانال اصلی به عمق جریان در کانال اصلی و طول روگذری جریان به طول سرریز می باشند که با در نظر نگرفتن این عوامل خطای برآورد، در محاسبات افزایش خواهد یافت. نتایج این پژوهش نشان می دهند که اگر هدف، محاسبه دقیق ضریب شدت جریان باشد، محاسبه ی این پارامتر تنها با در نظر گرفتن شرایط هیدرولیکی بالادست مقدور نمی باشد و ساختمان و شکل مقطع عبوری جریان تأثیر بسزایی بر این پارامتر خواهد داشت. پروفیل طولی جریان در مقابل سرریز مثلثی نسبت به دو نوع دیگر، کمترین نوسان را داشته و به طور کل این پارامتر بیشترین تأثیر را از شرایط هیدرولیکی جریان در بالادست سرریز خواهد پذیرفت. مقایسه پروفیل عرضی در هر سه نوع سرریز تفاوت خاصی نداشته و روند آن در ابتدای سرریز کاهشی و با پیشروی به سمت انتهای سرریز شکل افزایشی به خود خواهد گرفت. مقایسه آماری نتایج خروجی از برنامه ارائه شده و داده های برداشت شده از آزمایشگاه نشان می دهد که برنامه مربوطه از دقت مناسبی برای پیش بینی پروفیل طولی سطح آب برخوردار است و قابلیت محاسبه این پدیده را در هر سه سرریز به صورت جداگانه خواهد داشت.