اثر انحنای سرریز تخلیه بر عملکرد هیدرولیکی آن (مطالعه موردی سد گرمی چای میانه)

چکیده سرریز¬ها در کار¬های عملی مهندسی عمران مورد استفاده¬ ی فراوان دارند، بنابراین بررسی و مطالعه¬ ی آن ¬ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در برخی از موارد به¬دلیل محدودیت¬ های اجرایی، طراحی سرریز¬های با¬انحنا در پلان اجتناب ¬ناپذیر است. در چنین شرایطی مطالعه توزیع جریان در طول سرریز و دیگر پارامتر¬های مربوط به آن، حائز اهمیت خواهد بود. در این پژوهش یک مدل فیزیکی از سرریز سدگرمی¬چای میانه که از نوع اوجی آزاد با قوس محوری در پلان (مدل اصلی) است، در مقیاس 1:75 مورد آزمایش قرار گرفت. هم¬چنین به¬منظور بررسی اثر انحنای سرریز بر عملکرد هیدرولیکی آن یک مدل دیگر از سرریز با محور مستقیم و شرایط هندسی مشابه (مدل صاف) مورد مقایسه قرار گرفت. اندازه ¬گیری¬ ها در سراسر بدنه سرریز و برای 14 دبی (14 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل اصلی و 11 دبی (11 مقدار از نسبت عمق آب روی سرریز به عمق طراحی (h/hd) در مدل صاف انجام شد. نتایج مربوط به فشار استاتیک در مدل اصلی نشان داد حد¬اقل فشار برای همه دبی¬های مورد آزمایش تا قبل از استغراق سرریز، در محل اتصال پروفیل اوجی به تنداب سرریز و برای دبی¬های استغراق روی تاج آن اتفاق می¬افتد. هم¬چنین با افزایش دبی مقطع وقوع پرش هیدرولیکی و آشفتگی جریان، در جهت بالا¬دست و روی بدنه سررریز حرکت می¬کند که حد¬اقل اندیس کاویتاسیون و حد¬اکثر سرعت نیز برای هر دبی در مقاطع یکسان و در مقطع بحرانی مذکور محاسبه می¬شود. از طرفی با افزایش سرعت در هر دبی و کاهش فشار، ضریب خوردگی کاهش یافته و در مقطع انتهایی بدنه سرریز و برای کم¬ترین دبی به حد¬اقل می¬ رسد که این مقدار بزرگ ¬تر از مقدار بحرانی آن و برابر 45/1 محاسبه می¬شود. نتایج مربوط به راندمان سرریز نشان داد با افزایش هد جریان تا 13/1 برابر هد طراحی، ضریب دبی و کارایی سرریز افزایش می¬ یابد و برای دبی¬های بزرگ¬تر (هد جریان بزرگ¬تر از 26/1 برابر هد طراحی)، استغراق سرریز و کاهش ضریب دبی تا مقدار 92/0 در 08/2 برابر هد طراحی مشاهده می¬شود. برای سرریز با محور مستقیم افزایش ضریب دبی تا مقدار 25/1 برابر هد طراحی و پس از آن استغراق سرریز و کاهش ضریب تا مقدار 85/0 و در عمق جریان 98/1 برابر عمق طراحی محاسبه می¬شود که در مدل صاف به¬ازای هر دبی متناظر با مدل اصلی، ضریب سرریز مقدار کمتر و استغراق سریع¬تر اتفاق می¬افتد. میزان تأثیر افزایش ضریب دبی برای سرریز با قوس محوری به¬سمت بالا¬دست و یا کاهش ضریب برای شکل نرمال سرریز در این پژوهش، برابر 8 درصد محاسبه می¬شود. واژه¬های کلیدی: انحنای سرریز، سرریز اوجی، دبی و ضریب دبی، قوس محوری، کاویتاسیون، محور مستقیم، همگرایی جریان