Skip to main content
SUPERVISOR
Manouchehr Heidarpour,Sayyed-Saeid Eslamian
منوچهر حیدرپوراسفرجانی (استاد راهنما) سیدسعید اسلامیان (استاد مشاور)
 
STUDENT
Jahanshir Mohammadzadeh Habili
جهانشیر محمدزاده هابیلی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

Introduce the Quarter-Circular Crested Weir and Estimation of Its Hydraulic Characteristics
Weirs are important hydraulic structures and are structured for flow measurement, flood control in reservoirs and water level control in open channel and irrigation systems. The most common types of weirs are the sharp crested weir, the circular crested weir, the labyrinth weir and the ogee crest weir. In present study, the quarter-circular crested weir is introduced and investigated. This weir is geometrically consisted of a quarter-circular crest of radius R , an upstream sloped face and a vertical downstream face. The upstream face is tangent on the crest surface and the downstream face must well be ventilated. The hydraulic characteristics of this weir such as discharge coefficient, crest section velocity and pressure profiles, pressure distribution on the crest surface, upper and lower nappe profiles and pool water depth were experimentally measured. The analytical methods of dimensional analysis, momentum, and differential analysis were also used to determine the hydraulic characteristics of quarter-circular crested weir. Using dimensional analysis and momentum methods, the dimensionless hydraulic parameters that affect the discharge coefficient of quarter-circular crested weir were determined. Using the differential analysis method, discharge coefficient and crest section velocity and pressure equations of circular crested weir and quarter-circular crested weir were obtained. In comparison with the other theories, obtained equations for circular crested weir predict the discharge coefficient and the crest section velocity of this weir with the better precision. In the range of conducted tests, discharge coefficient of quarter-circular crested weir was a constant value and equal to 1.261. It is 13 percent larger than the discharge coefficient of sharp crested weir. In comparison with the circular crested weir, the quarter-circular crested weir has the better hydraulic performance. The quarter-circular crested weir can be used in open channels and small diversion dams. In a summary, the large coefficient of discharge, the significant energy dissipation, the accurate measurement of discharge, the large application range and the ease to pass floating debris are the most important benefits of quarter-circular crested weir. Keywords: Quarter-circular crested weir, Circular crested weir, Discharge coefficient, Dimensional analysis, Differential analysis, Momentum
سرریزها از مهمترین سازه‌های هیدرولیکی هستند که به منظور اندازه‌گیری دبی آب، کنترل سیلاب در مخازن سدها و تنظیم سطح آب در کانال‌ها و شبکه‌های آبیاری ساخته می‌شوند. سرریز لبه تیز، سرریز اوجی، سرریز تاج دایره‌ای و سرریز چندوجهی از مهمترین انواع سرریزها هستند. در تحقیق حاضر، سرریز تاج ربع-دایره‌ای معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته است. از نظر هندسی، این سرریز از یک تاج ربع-دایره‌ای به شعاع R ، یک صفحه شیب‌دار در بالادست و یک صفحه قائم در پایین‌دست تشکیل شده است. صفحه بالادست مماس بر سطح تاج سرریز بوده و صفحه پایین‌دست آن بایستی به خوبی هوادهی گردد. خصوصیات هیدرولیکی این سرریز از جمله ضریب دبی، توزیع سرعت و فشار در امتداد تاج سرریز، توزیع فشار در روی سطح تاج سرریز، پروفیل‌های سطوح بالا و پایین جت آب عبوری از روی سرریز و عمق آب در حوضچه زیر جت به صورت آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده است. جهت تعیین خصوصیات هیدرولیکی سرریز تاج ربع-دایره‌ای از روش‌های تئوری آنالیز ابعادی، مومنتوم و تحلیل دیفرانسیلی نیز استفاده شده است. با استفاده از روش‌های آنالیز ابعادی و مومنتوم، پارامترهای هیدرولیکی موثر بر ضریب دبی این سرریز مشخص شده‌اند. همچنین با استفاده از روش تحلیل دیفرانسیلی، معادلات ضریب دبی و پروفیل‌های سرعت و فشار در امتداد تاج این سرریز و سرریز تاج دایره‌ای به دست آمده است. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که معادلات تئوری به دست آمده برای سرریز تاج دایره‌ای، ضریب دبی و پروفیل سرعت در امتداد تاج این سرریز را با دقت بهتری نسبت به دیگر تئوری‌ها پیش‌بینی می‌کنند. علاوه براین در محدوده آزمایشات انجام شده، ضریب دبی سرریز تاج ربع-دایره‌ای یک مقدار ثابت بوده و برابر با 1.261 می‌باشد. این مقدار در حدود 13 درصد بیشتر از ضریب دبی سرریز لبه تیز است. در مقایسه با سرریز تاج دایره‌ای، این سرریز دارای عملکرد هیدرولیکی بهتری است. سرریز تاج ربع-دایره‌ای می‌تواند در کانال‌های باز و سدهای انحرافی کوتاه مورد استفاده قرار گیرد. در مجموع، ضریب دبی بالا، افت قابل ملاحظه انرژی در محل تماس جت آب با حوضچه زیر آن، اندازه‌گیری دقیق دبی آب، دامنه کاربرد بالا و عبور آسان مواد شناور از روی سرریز از مهمترین مزایای سرریز تاج ربع-دایره‌ای هستند. واژه‌های کلیدی: سرریز تاج ربع-دایره‌ای، سرریز تاج دایره‌ای، ضریب دبی، تحلیل ابعادی، تحلیل دیفرانسیلی، مومنتوم

ارتقاء امنیت وب با وف بومی