بررسی آزمایشگاهی ضریب دبی سرریز - دریچه نیم استوانه ای در زوایای مختلف قرارگیری در جریان آزاد

یکی از سازه های هیدرولیکی که در کانال ها می تواند جایگزین سرریز و دریچه شود، سازه ترکیبی سرریز- دریچه می باشد به طوری که در یک زمان آب بتواند هم از روی سرریز و هم از زیر دریچه عبور نماید. سازه ترکیبی سرریز- دریچه دارای مزایایی نسبت به استفاده جداگانه هر یک از سازه ها، از جمله عبور همزمان مواد شناور و رسوبات می باشد. یکی از انواع آن ها، سازه ترکیبی نیم استوانه ای است که دارای ویژ گی هایی از جمله اقتصادی بودن، طراحی آسان، سهولت ساخت، ضریب آبگذری بالا می باشد. سرریز- دریچه نیم استوانه ای به دلیل انحنای سطح سرریز و در نتیجه آن چسبیدن تیغه جریان به بدنه سازه دارای ضریب آبگذری بیش تری نسبت به سرریز- دریچه های مشابه است.در سرریز- دریچه نسبت دبی عبوری از سرریز و دریچه بستگی به موقعیت سازه دارد. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان عبوری از مدل فیزیکی سرریز- دریچه نیم استوانه ای که حول محوری خارج از مرکز نیم استوانه چرخیده به طوری که ارتفاع بازشدگی دریچه ثابت باقی مانده است، پرداخته شده است. آزمایش ها با شیب افقی در دوبخش مجزا که بخش اول در کانالی به طول5 متر و عرض 5/7 سانتی متر و بخش دوم در کانالی به طول 11 متر و عرض 30 سانتی متر انجام گرفت. سرریز- دریچه های استفاده شده لوله هایی توپر از جنس پی وی سی بودند. در بخش اول از چهار قطر 40، 50، 60، 70 میلی متر با بازشدگی ثابت دریچه 10 میلی متر و در بخش دوم از سه قطر 70، 120 و 160 میلی متر که با بازشدگی دریچه 40 میلی متر بود استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که در کانال های کوچک و بزرگ ضریب دبی سرریز- دریچه نیم استوانه ای به پارامتر بی بعد (نسبت عمق آب بالادست به بازشدگی دریچه) وابسته می باشد و در کانال کوچک با افزایش ضریب آبگذری افزایش می یابد. در حالی که در کانال بزرگ در پایین با افزایش آن، ضریب آبگذری ابتدا افزایش و سپس ثابت، ولی در بالا با افزایش آن، ضریب آبگذری افزایش می یابد. همچنین نتایج تحقیق حاضر در دو کانال حاکی از این می باشند که بیش ترین و کم ترین ضریب آبگذری به ترتیب در زوایای 330 و 90 درجه و بیش ترین و کم ترین پس زدگی آب به ترتیب در زوایای 90 و صفر درجه مشاهده شده است. علاوه بر این در یک عدد فرود مشابه در دو کانال، کمترین ضریب آبگذری مربوط به دو زاویه متقارن صفر و 180 درجه، و بیشترین ضریب آبگذری مربوط به دو زاویه متقارن 60 و 300 درجه است. همچنین محقق شد که در ثابت برای زوایای مورد بررسی با افزایش قطر، ضریب دبی سازه ترکیبی کاهش می یابد. به عبارتی علاوه بر زاویه قرارگیری انحنای نیم استوانه نسبت به افق، قطر سازه بر ضریب دبی سازه ترکیبی موثر می باشد.