عنوان پایان‌نامه
معادلات دبی - اشل سرریزهای لبه تیز در شرایط جریان غیر ماندگار
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7426;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81884;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7426;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 81884
- تاریخ دفاع
- ۲۸ خرداد ۱۳۹۶
- دانشجو
- فیروز قاسم زاده
- استاد راهنما
- صلاح کوچک زاده
- چکیده
- سرریزهای لبه‌تیز از سازه‌های متداول در اندازه‌گیری جریان هستند. نصب و بهره‌برداری این سازه‌ها نسبت به سایر انواع سازه‌ها و تجهیزات ساده‌تر و هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری آنها هم کمتر است. عملکرد سرریزها برای شرایط جریان ماندگار توسط محققین مختلف مورد بررسی قرار گرفته و روابط دبی-اشل کاربردی برای آنها استخراج شده‌است اما وضعیت عملکرد سرریزهای لبه‌تیز و روابط دبی-اشل یا منحنی‌های سنجه آنها در شرایط غیرماندگار به ندرت مورد بررسی قرار گرفته‌است. در تحقیق حاضر، وضعیت عملکرد انواع مختلف سرریزهای مثلثی و مستطیلی در شرایط غیرماندگار در آزمایشگاه مطالعه شد و ضمن سنجش میزان تأثیر غیرماندگاری بر روی مقادیر دبی عبوری از سرریز، روابط سنجه دبی غیرماندگار برای سرریزهای مورد بررسی استخراج شد. برای این منظور، ابتدا مقادیر دبی غیرماندگار با استفاده از روش پالس اصلاح شده، که کارآئی خود را برای اهداف این تحقیق نشان داد، تعیین شد و سپس مقادیر دبی غیرماندگار اساس توسعه روابط قرار گرفت. بر اساس نتایج تحقیق مشخص شد که روند تغییرات مقادیر دبی غیرماندگار عبوری از مقطع یک سرریز بر روی شاخه‌های صعودی و نزولی یک هیدروگراف متفاوت از آبراهه‌ها است و موقعیت شاخه‌های صعودی و نزولی در منحنی سنجه حلقوی جابجا می‌شود و بسته به شدت تغییرات جریان، میزان انحراف شاخه‌های صعودی و نزولی نسبت به ماندگار تشدید می‌یابد بطوریکه متوسط انحراف در طول برخی هیدروگراف‌ها حتی به بیش از 100 درصد نیز می‌رسید. از طرفی مقایسه حجم جریان عبوری در طول هیدروگراف ورودی با هیدروگراف‌های محاسبه شده با دبی-اشل ماندگار و دبی غیرماندگار نشانگر خطاهای 31/1 تا 23/11 درصد در دبی ماندگار بود که با استفاده از هیدروگراف غیرماندگار، مقادیر این خطاها به 05/0 تا 22/3 درصد کاهش یافت. در نهایت با تشخیص اهمیت غیرماندگاری جریان در دبی‌های عبوری از سرریزها، روابط سنجه دبی غیرماندگار برای بهبود وضعیت اندازه‌گیری جریان در شرایط غیرماندگار توسعه داده شد.
- Abstract
- Sharp-crested weirs are common structures applied for flow measurement in irrigation networks and hydro-systems. The installation, operation and maintenance of these structures are easy and the maintenance costs are relatively low in comparison with other types of structures and devices. The hydraulic performances of sharp-crested weirs in steady flow condition have been widely investigated by researchers and practical head-discharge equations have been developed for them. However,there are very limited studies about the performance of sharp-crested weirs and their stage-discharge relations or rating curves in unsteady flow conditions. In this study, the unsteady flow through different types of sharp triangular and rectangular weirs has been experimentally investigated and in addition to evaluating unsteady flow effects on discharge measurement through weirs, unsteady head-discharge equations were derived. To this end, first the unsteady flowrates were computed using Modified-Puls method then, these flowrates were used as the basis of unsteady head-discharge equations derivation. According to the results of this research, the rating curve of unsteady flowrates through weirs in rising and falling limbs of a hydrograph is different from that of regular channels, i.e. in the case of weir flows, the rising limb of a looped rating curve delivers less discharge than that of falling limb for a given upstream head .Also, the deviations between computed values using steady and unsteady discharges flow concept become higher for grater unsteadiness rate effects. The deviation values for some cases exceed 100% percent. Accordingly in order to improve flow measurement, the unsteady head-discharge equations for flow measurement were developed.
