آبشستگی آب زلال در اطراف سرریز جانبی کلیدپیانویی تیپ A در زاویه 120 درجه یک کانال قوسی 180 درجه | ||
| پژوهش های زیرساخت های عمرانی | ||
| دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 14، شهریور 1401، صفحه 159-170 اصل مقاله (2.9 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22091/cer.2022.7627.1338 | ||
| نویسندگان | ||
| مهدی جمشیدی1؛ جابر سلطانی* 2؛ محمد رستمی3؛ مجتبی صانعی3 | ||
| 1دانش آموخته، گروه مهندسی آب، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران | ||
| 2گروه مهندسی آب، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران | ||
| 3پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سرریز جانبی یک سازه کنترل هیدرولیکی است که در سیستمهای آبیاری و زهکشی و سیستمهای فاضلاب ترکیبی استفاده میشود. سرریزهای کلیدپیانویی نوع جدیدی از سرریزهای چند وجهی هستند که میتوانند با ایجاد طول بیشینه تاج سرریز در عرض محدود به عبور بهتر جریان کمک کنند. این سازهها دارای شکل جدیدی از تاج سرریز، با راندمان بالا سازههای اقتصادی هستند. به دلیل مزیتهای این سرریز لزوم مطالعه و تحقیق روی آبشستگی اطراف این سرریزها بعنوان سرریز جانبی الزامی می باشد. مطالعه حاضر بر روی آبشستگی اطراف سرریز جانبی کلید پیانویی تیپ A در شرایط آبزلال در یک کانال قوسی 180 درجه و در زاویه 120 درجه تمرکز دارد. نتایج حاکی از آن بود که در انتهای پاییندست سرریز جانبی حفرههایی بصورت متوالی در وسط کانال و چاله آبشستگی نزدیک به قوس بیرونی به دلیل تغییرات تنش برشی و سرعت تشکیل شد. عمق آبشستگی در شرایط آبزلال ابتدا به سرعت افزایش مییابد، سپس با گذشت 200 دقیقه به صورت تقریبی به شرایط تعادل میرسد و به شدت جریان وابسته است. عمق تعادل آبشستگی به پارامترهای بیبعد شدت جریان، ارتفاع آب بر روی سرریزجانبی، ارتفاع تاج سرریز و طول سرریز جانبی وابسته است و بیشترین مقدار عمق آبشستگی زمانی که نسبت بی بعد شدت جریان نزدیک به یک است بدست میآید. همچنین عمق تعادل آبشستگی در نسبت بیبعد L/rc=0.175 در مقایسه با L/rc=0.125 در شدت جریانهای متفاوت به ترتیب 12 تا 35 درصد، 10 تا 39 درصد و 18 تا 26 درصد افزایش یافته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آبشستگی؛ سرریز جانبی؛ سرریز کلیدپیانویی؛ آبزلال؛ کانال قوسی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Clear Water Scour around at a Piano Key Side Weir of the Type A at 120° Section of a 180° Curved Channel | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mehdi Jamshidi1؛ Jaber Soltani2؛ Mohammad Rostami3؛ Mojtaba Saneie3 | ||
| 1Department of Water Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Water Engineering, College of Aburaihan, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 3Dept. of River Engineering, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| A side weir is a hydraulic control structure used in irrigation and drainage systems and combined sewer systems. The Piano Key Weir (PKW) is a new type of long crest weirs that have a relatively simple structure and high economic efficiency structures. Due to the advantages of this weirs, it is necessary to study and investigate the Scour around of these structures as a side-weir. The present study focuses on investigate the scouring around the piano key Side weirs of the Type A at a 30° Section of a 180° Alluvial curved channel for clear water conditions. The results showed that at the end of the Side weir, longitudinal bar in the middle of the main channel and a scour hole close to the outer bank are formed because of the changes in shear stress field. The depth of clear-water scour increases by time and approaches the equilibrium state asymptotically depending on approach flow velocity. The equilibrium depth of scour depends on the dimensionless parameters of flow intensity, flow shallowness, weir crest height, side weir length and the maximum value of scour depth occurs at a depth when the approach flow intensity is equal to 1.0. Also, the scour equilibrium depth in the dimensionless ratio increased L/rc = 0.175 compared to L/rc = 0.125 in different flow velocity of 12 to 35%, 10 to 39% and 18 to 26%, respectively. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Scour, Side Weir, Piano Key Side Weir, clear water, Curved Channel | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] Karimi, M., Attari, J., Saneie, M., Jalili Ghazizadeh, M.R., 2018. Side Weir Flow Characteristics: Comparison of Piano Key, Labyrinth, and Linear Types. Journal of Hydraulic Engineering 144, 04018075. [2] Saleh, O.K., Elnikhely, E.A., Ismail, F., 2019. Minimizing the hydraulic side effects of weirs construction by using labyrinth weirs. Flow Measurement and Instrumentation 66, 1-11. [3] Ribeiro, M.L., Pfister, M., Schleiss, A.J., Boillat, J.-L., 2012. Hydraulic design of A-type piano key weirs. Journal of Hydraulic Research 50, 400-408. [4] Mehboudi, A., Attari, J., Hosseini, S., 2016. Experimental study of discharge coefficient for trapezoidal piano key weirs. Flow Measurement and Instrumentation 50, 65-72. [5] Pathirana, K., Munas, M., Jaleel, A., 2006. Discharge coefficient for sharp-crested side weir in supercritical flow. J. Institution Eng 39, 17-24. [6] Emiroglu, M.E., Kaya, N., Agaccioglu, H., 2009. Discharge capacity of labyrinth side weir located on a straight channel. Journal of irrigation and drainage engineering 136, 37-46. [7] Onen, F., Agaccioglu, H., 2013. Live bed scour at a side‐weir intersection located on an alluvial channel. Irrigation and Drainage 62, 488-500. [8] Al-Husseini, T.R., Al-Madhhachi, A.-S.T., Naser, Z.A., 2019. Laboratory experiments and numerical model of local scour around submerged sharp crested weirs. Journal of King Saud University - Engineering Sciences. [9] Emami, S., Parsa, J., Emami, H. and Abbaspour, A., 2021. Investigation of Discharge Coefficient of Triangular Duckbill Labyrinth Weirs Using Fluent Software and Gray Wolf and Elections Algorithms. Journal of Civil Infrastructure Researches, 6, 2, 11, 107-121. [10] Rosier, B., 2007. Interaction of side weir overflow with bed-load transport and bed morphology in a channel. Laboratoire de constructions hydrauliques. [11] Önen, F., Agaçcioglu, H., 2007. Scour at a side-weir intersection located on an alluvial river. Hydrology Research 38, 165-176. [12] Aǵaçcioǵlu, H., Önen, F., 2005. Clear‐water scour at a side‐weir intersection along the bend. Irrigation and drainage 54, 553-569. [13] Ağaçcioğlu, H., Önen, F., Toprak, Z.F., 2007. Scour around a side‐weir at a 30° section of a 180° alluvial curved channel. Irrigation and Drainage 56, 423-438. [14] Mikaeeli, H. Soltani, J. Rostami, M. And Saneie. (2018). “Study of Hydraulic Performance side piano keys weir in erodible curved channels (Experimental and Numerical)”, MSc Thesis, College of Aburaihan, University of Tehran. [15] Yazdi, A.M., Hoseini, S.A., Nazari, S., Amanian, N., 2021. Effects of weir geometry on scour development in the downstream of Piano Key Weirs. Water Supply 21, 289-298. [16] Noseda, M., Stojnic, I., Pfister, M., Schleiss, A.J., 2019. Upstream erosion and sediment passage at piano key weirs. Journal of Hydraulic Engineering 145, 04019029. [17] Mehri, Y., Esmaeili, S., Soltani, J., 2020. Experimental study and performance comparison on various types of rectangular piano key side weirs at a 120° section of a 180° curved channel. Applied Water Science 10, 1-13. [18] Singh, R., Manivannan, D., Satyanarayana, T., 1994. Discharge coefficient of rectangular side weirs. Journal of irrigation and drainage engineering 120, 814-819. [19] Borghei, S., Jalili, M., Ghodsian, M., 1999. Discharge coefficient for sharp-crested side weir in subcritical flow. Journal of Hydraulic Engineering 125, 1051-1056. [20] Bagheri, S., Heidarpour, M., 2011. Characteristics of flow over rectangular sharp-crested side weirs. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 138, 541-547. [21] Emin Emiroglu, M., Cihan Aydin, M., Kaya, N., 2014. Discharge characteristics of a trapezoidal labyrinth side weir with one and two cycles in subcritical flow. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 140, 04014007. [22] Nezami, F., Farsadizadeh, D., Nekooie, M.A., 2015. Discharge coefficient for trapezoidal side weir. Alexandria Engineering Journal 54, 595-605. [23] Karimi, M., Jalili Ghazizadeh, M., Saneie, M., Attari, J., 2020. Experimental and numerical study of a piano key side weir with oblique keys. Water and Environment Journal 34, 444-453. [24] Agaccioglu, H., Yüksel, Y., 1998. Side-weir flow in curved channels. Journal of irrigation and drainage engineering 124, 163-175. [25] Coşar, A., Agaccioglu, H., 2004. Discharge coefficient of a triangular side-weir located on a curved channel. Journal of irrigation and drainage engineering 130, 410-423. [26] Mehri, Y., Soltani, J., Saneie, M., Rostami, M., 2018. Discharge Coefficient of a C-Type Piano Key Side Weir at 30° and 120° Sections of a Curved Channel. Civil Engineering Journal 4, 1702-1713. [27] Saghari, A., Hosseini, K., Saneie, M., 2019. Experimental study of trapezoidal piano key side weirs in a curved channel. Flow Measurement and Instrumentation 70, 101640. [28] Melville, B.W., Chiew, Y.-M., 1999. Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering 125, 59-65. [29] Melville, B., Sutherland, A., 1988. Design method for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering 114, 1210-1226. [30] Manes, C., Brocchini, M., 2015. Local scour around structures and the phenomenology of turbulence. Journal of Fluid Mechanics 779, 309-324. [31] Subramanya, K., Awasthy, S.C., 1972. Spatially varied flow over side-weirs. Journal of the Hydraulics Division 98, 1-10. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 464 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 264 |
||
