%38تخفیف

بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان در سرریز کلیدپیانویی

تعداد112صفحه در فایل word

گروه مهندسی آب

کارشناسی­ ارشد رشته سازه­های آبی

 

بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان در سرریز کلیدپیانویی

 

سرریز عبارت است از سازه­ای که آب اضافی را به خصوص در زمان سیلابی که جریان آب به دیواره­ی سد و تجهیزات آن صدمه می­زند و ممکن است باعث تخریب آن شود، عبور می­دهد. سرریزها بر حسب شکل تاج به دو نوع خطی و غیرخطی تقسیم می­شوند. محققین پس از انجام تحقیقات و مطالعات متعدد به این نتیجه رسیدند که برای دست­یابی به سازه­ای اقتصادی با کارایی بالا، سرریزها باید به صورت غیر­خطی ساخته شوند. یکی از سرریزهای غیرخطی که برای افزایش ظرفیت تخلیه سدها در بالای سد نصب می‌شوند سرریزهای کلیدپیانویی هستند. سرریزهای کلیدپیانویی حالت پیشرفته­ای از سرریزهای کنگره­ای هستند و به‌طور کلی این نوع سرریزهارا می‌توان به 4 تیپ A، B، C و D تقسیم‌بندی نمود. در تیپ ‌A، شیروانی‌های بالادست و پایین‌دست موجود می­باشد. در تیپ B، شیروانی‌های پایین‌دست و در تیپ C، شیروانی‌های بالادست وجود ندارد و در تیپ D، هیچکدام از شیروانی‌های بالادست و پایین‌دست وجود ندارند. در این پژوهش هیدرولیک جریان در سرریز کلیدپیانویی تیپ D با تغییر در مقدار شیب ورودی و خروجی و ارتفاع سرریز، مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. برای این منظور 9 حالت سرریز کلیدپیانو با ارتفاع­های 10، 15 و 20 سانتی­متر و هر یک با شیب­های ورودی و خروجی 30، 45 و 60 مورد مطالعه قرار گرفت همچنین از نتایج مربوط به دو سرریز کنگره­ای با ارتفاع­ 15 سانتی­متر و طول مؤثر تاج سرریز 5/107 و 5/167 سانتی­متر به منظور مقایسه نتایج استفاده شد. آزمایشات در فلوم روباز دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با مشخصات طول 12 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 7/0 متر انجام شد. نتایج پژوهش نشان می­دهد که افزایش شیب ورودی و خروجی موجب افزایش ضریب دبی­ عبوری سرریز می­شود. همچنین با افزایش پارامترهای  و  مقدار ضریب دبی عبوری تا رسیدن به نقطه بیشینه افزایش می­یابد اما بعد از آن مقدار ضریب دبی عبوری کاهش می­یابد. رابطهکلیمحاسبهمقدارضریبدبیعبوریبیشینه برحسبهر یک از پارامترهایبدونبعددراینپژوهشاستخراجشدهاست. با مقایسه عملکرد سرریزهای کلیدپیانو و کنگره­ای مشاهده شد که در مقادیر کوچک پارامترهای  و  و پایین بودن دبی عبوری، سرریز کنگره­ای دارای مقدار ضریب دبی بیشتری می­باشد اما با افزایش این دو پارامتر و رسیدن به دبی بیشینه و سیلابی، ضریب دبی سرریز کلیدپیانو بیشتر می­شود. درپایاناینپژوهشرابطهغیرخطیضریبدبیعبوریدربرابرتمام پارامترهایبدونبعداستخراجشدکهپس از صحت­سنجی مشاهدهشداینروابطازدقتخوبیبرخوردارمی­باشند.

کلمات کلیدی: سرریز،شیب ورودی و خروجی، ضریب دبی، غیرخطی، کلیدپیانو

فهرست

1- فصلاول- مقدمه.. 1

1-1- مقدمه.. 2

1-2- تعریفمسئلهواهمیتپژوهش.. 2

1-3- فرضیاتپژوهش.. 3

1-4- اهدافپژوهش.. 3

2-فصلدوم- کلیاتومرورمنابع.. 4

2-1- مقدمه.. 5

2-2- تئوریسرریزهایکنگره­ای.. 5

2-3- تئوریسرریزهایکلیدپیانو.. 6

2-3-1- تاریخچهسرریز.. 6

2-3-2- معرفیسرریزکلیدپیانو.. 7

2-3-3- مزایایسرریزکلیدپیانو.. 9

2-3-4- مبانیتئوریکسرریز.. 9

2-3-5- مقایسهسرریزکلیدپیانوباسرریزکنگره­ای.. 11

2-4- مطالعاتانجامشدهدرزمینهسرریزهایکنگره­ایوکلیدپیانو.. 12

2-4-1- سرریزکنگره­ای.. 12

2-4-2- سرریزکلیدپیانو.. 13

2-4-3-مطالعاتمشترکسرریزهایکلیدپیانووکنگره­ای.. 19

2-5- جمع­بندی.. 20

3-فصلسوم- موادوروش­ها.. 21

3-1- مقدمه.. 22

3-2- معرفیفلومآزمایشگاهی.. 22

3-3- مدل­هایمورداستفاده.. 24

3-4- اندازه­گیریدبیوعمقآببالادستسرریز.. 26

3-5-نحوهانجامآزمایش.. 26

3-6- فهرستآزمایشات.. 27

3-7- آنالیزابعادیوتعیینعواملمؤثربرضریبدبی.. 28

4- فصلچهارم- نتایجوبحث.. 29

4-1- مقدمه.. 30

4-2- بررسیمنحنیدبی-اشلدرشیب­هایورودیوخروجیمختلف.. 30

4-3- بررسیمنحنیدبی-اشلدرارتفاع­هایمختلفسرریز.. 32

4-4- بررسیاثرنسبتارتفاعآبرویتاجسرریزبهارتفاعسرریزبرمقدارضریبدبیعبوریدرشیب­هایمختلف.. 36

4-5- بررسیاثرنسبتارتفاعآبرویتاجسرریزبهارتفاعسرریزبرمقدارضریبدبیعبوریدرارتفاع­هایمختلفسرریز.. 38

4-6- بررسیاثرنسبتارتفاعآبرویتاجسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزبرمقدارضریبدبیعبوریدرشیب­هایمختلفسرریز.. 41

4-7- بررسیاثرنسبتارتفاعآبرویتاجسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزبرمقدارضریبدبیعبوریدرارتفاع­هایمختلفسرریز.. 44

4-8- بررسیاثرعددبدونبعدفرودبرمقدارضریبدبیعبوریدرشیب­هایمختلفسرریز   47

4-9- بررسیاثرعددبدونبعدفرودبرمقدارضریبدبیعبوریدرارتفاع­هایمختلفسرریز   49

4-10- بررسیاثرعددبدونبعدوبربرمقدارضریبدبیعبوریدرشیب­هایمختلفسرریز   52

4-11- بررسیاثرعددبدونبعدوبربرمقدارضریبدبیعبوریدرارتفاع­هایمختلفسرریز   54

4-12- مقایسهعملکردهیدرولیکیسرریزهایکلیدپیانووکنگره­ای.. 57

4-13- استخراجروابطتجربیوبررسیصحتداده­ها.. 60

5- فصلپنجم.. 68

5-1- مقدمه.. 69

5-2-نتیجه­گیری.. 69

5-2-1- نتیجه‌گیریجزئیآزمایش.. 69

5-2-2-نتیجه­گیریکلیآزمایش.. 74

5-3- پیشنهادها.. 75

فهرستمنابع.. 77

پیوست.. 81

فهرست جدول­ها

جدول 3-1- مشخصاتسرریزهایبهکاربردهشدهبهمنظورانجامآزمایش­ها.. 25

جدول 3-2- تعدادآزمایش­هایانجامشدهبااستفادهازسرریزهایکلیدپیانووکنگره­ای   27

جدول 4-1- ضرایبثابترابطهضریبدبی (رابطه 4-25) برای 9 حالتجداگانهسرریزکلیدپیانو (مرحلهواسنجی).. 61

جدول 4-2- مشخصاتآماریداده­هایاصلی (9 دادهبرایهرردیف) رابطه 4-25 برایتمامحالاتسرریزکلیدپیانو (مرحلهواسنجی).. 62

جدول 4-3- مشخصاتآماریآزمونصحت­سنجیمعادله 4-25 برایتمامحالاتسرریزکلیدپیانو   63

جدول 4-4- ضرایبثابترابطهضریبدبی (رابطه 4-25) برایسرریزهایکلیدپیانودرارتفاعثابت (مرحلهواسنجی).. 63

جدول 4-5- مشخصاتآماریداده­هایاصلیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانوباارتفاعثابت (مرحلهواسنجی).. 64

جدول 4-6- مشخصاتآماریآزمونصحت­سنجیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانوباارتفاعثابت.. 64

جدول 4-7- ضرایبثابترابطهضریبدبی (رابطه 4-25) برایسرریزهایکلیدپیانودرشیبثابت (مرحلهواسنجی).. 65

جدول 4-8- مشخصاتآماریداده­هایاصلیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانوباشیبثابت (مرحلهواسنجی).. 65

جدول 4-9- مشخصاتآماریآزمونصحت­سنجیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانوباشیبثابت   66

جدول 4-10- ضرایبثابترابطهضریبدبی (رابطه 4-25) برایسرریزهایکلیدپیانو (حالتکلی)(مرحلهواسنجی).. 66

جدول 4-11- مشخصاتآماریداده­هایاصلیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانو (حالتکلی)(مرحلهواسنجی).. 67

جدول 4-12- مشخصاتآماریآزمونصحت­سنجیرابطه 4-25 برایسرریزهایکلیدپیانو (حالتکلی)   67

فهرست شکل­ها

شکل‏2‑1- نمایازبالابرایبرخیازانواعسرریزهایکنگره­ایالف) مستطیلیب) ذوزنقه­ایوج) مثلثیW: عرضکانال،a: عرضدماغهوb: طولدماغه (نماازبالا)… 6

شکل 2-2- نماییازاجرایسرریزکلیدپیانوبررویسدگلورزدرفرانسه (ارپیکاموهمکاران، 2011).. 7

شکل 2-3- مشخصاتهندسیتیپAسرریزکلیدپیانو (لمپرییرواوامنا، 2003)   8

شکل 2-4- مشخصاتهندسیتیپBسرریزکلیدپیانو (لمپرییرواوامنا، 2003)   8

شکل 2-5- هندسهسرریز (الف) سرریزکنگره­ایمستطیلیو (ب) سرریزکلیدپیانویی   10

شکل‏2‑6- انواعسرریزهایکلیدپیانویی (لمپرییروهمکاران، 2011).. 11

شکل‏2‑7- انتقالازجتفشردهبهجتآزادرویتاجکلیدورودی (میشلز، 2012).. 16

شکل‏2‑8- انتقالازجتچسبندهبهجتآزاددرتاجکلیدخروجی (میشلز، 2012).. 17

شکل‏2‑9- مقایسه‌یدبیواحدعرض،برایسرریزهاییبانسبت‌هایمختلفبرایارتفاعبهینه‌یهیدرولیکی (میشلز، 2012).. 17

شکل‏2‑10- مقایسه‌یدبیواحدعرض،برایسرریزهاییبانسبت‌هایمختلفبرایارتفاعبهینه‌یاقتصادی (میشلز، 2012).. 18

شکل‏2‑11- تأثیروجوددیواره‌هایسپریبردبیواحدعرض (میشلز، 2012).. 18

شکل‏2‑12- جداسازیاثرشیبودیواره‌هایسپری (میشلز، 2012).. 19

شکل 3-1- نماییکلیازفلومآزمایشگاهیمورداستفاده.. 23

شکل 3-2- نماییازسرریزمثلثی 90 درجهبهمنظوراندازه­گیریدبی.. 23

شکل‏3‑3- نمایبالاازفلوممورداستفادهبرایانجامآزمایش­ها(غلامی، 1392)   24

شکل 3-4- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیب 30.. 25

شکل 3-5- نمایواقعیازسرریزکلیدپیانو.. 26

شکل 3-6- نحوهقرارگیریمدلدرفلوم.. 27

شکل 4-1- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 سانتی­متر.. 30

شکل 4-2- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 سانتی­متر.. 31

شکل 4-3- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 سانتی­متر.. 32

شکل 4-4- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباشیبورودیوخروجی 30 درجه   33

شکل 4-5- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباشیبورودیوخروجی 45 درجه   33

شکل 4-6- منحنیدبی-اشلسرریزکلیدپیانوباشیبورودیوخروجی 60 درجه   34

شکل 4-7- منحنیدبی-اشلبرایتمامحالت­هایآزمایش.. 35

شکل 4-8- منحنیتغییراتارتفاعکلآببالادستسرریزدربرابردبی.. 36

شکل 4-9- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 10 سانتی­متر.. 37

شکل 4-10- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 15 سانتی­متر.. 37

شکل 4-11- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 20 سانتی­متر.. 38

شکل 4-12- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 30 درجه.. 39

شکل 4-13- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 45 درجه.. 40

شکل 4-14- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهارتفاعسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 60 درجه.. 40

شکل 4-15- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 10 سانتی­متر.. 42

شکل 4-16- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 15 سانتی­متر.. 43

شکل 4-17- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایارتفاع 20 سانتی­متر.. 44

شکل 4-18- منحنیتغییرات نسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 30 درجه   45

شکل 4-19- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 45 درجه   46

شکل 4-20- منحنیتغییراتنسبتهدآبرویسرریزبهطولمؤثرتاجسرریزدربرابرضریبدبیبرایشیب 60 درجه   46

شکل 4-21- منحنیتغییراتعددفروددربرابرضریبدبیبرایارتفاع 10 سانتی­متر   47

شکل 4-22- منحنیتغییراتعددفروددربرابرضریبدبیبرایارتفاع 15 سانتی­متر   48

شکل 4-23- منحنیتغییرات عددفروددربرابرضریبدبیبرایارتفاع 20 سانتی­متر   49

شکل 4-24- منحنیتغییراتعددفروددربرابرضریبدبیبرایشیب 30 درجه.. 50

شکل 4-25- منحنیتغییراتعددفروددربرابرضریبدبیبرایشیب 45 درجه.. 51

شکل 4-26- منحنیتغییراتعددفروددربرابرضریبدبیبرایشیب 60 درجه.. 51

شکل 4-27- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایارتفاع 10 سانتی­متر   52

شکل 4-28- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایارتفاع 15 سانتی­متر   53

شکل 4-29- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایارتفاع 20 سانتی­متر   54

شکل 4-30- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایشیب 30 درجه.. 55

شکل 4-31- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایشیب 45 درجه.. 56

شکل 4-32- منحنیتغییراتعددوبردربرابرضریبدبیبرایشیب 60 درجه.. 57

شکل 4-33- مقایسهاثرپارامتربرمقدارضریبدبیعبوریدرسرریزهایکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیب 30 درجهوسرریزکنگره­ایباارتفاع 15 وطولمؤثرتاجسرریز 5/167.. 58

شکل 4-34- مقایسهاثرپارامتربرمقدارضریبدبیعبوریدرسرریزهایکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیب 45 درجهوسرریزکنگره­ایباارتفاع 15 وطولمؤثرتاجسرریز 5/107.. 59

شکل 4-35- مقایسهاثرپارامتربرمقدارضریبدبیعبوریدرسرریزهایکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیب 30 درجهوسرریزکنگرهایباارتفاع 15 وطولمؤثرتاجسرریز 5/167   59

شکل 4-36- مقایسهاثرپارامتربرمقدارضریبدبیعبوریدرسرریزهایکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیب 45 درجهوسرریزکنگره­ایباارتفاع 15 وطولمؤثرتاجسرریز 5/107   60

پیوست 1-1- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   82

پیوست 1-2- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   82

پیوست 1-3- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   82

پیوست 1-4- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   83

پیوست 1-5- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   83

پیوست 1-6- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   83

پیوست 1-7- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   84

پیوست 1-8- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   84

پیوست 1-9- نمایشماتیکسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   84

پیوست 1-10- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   85

پیوست 1-11- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   85

پیوست 1-12- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 10 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   85

پیوست 1-13- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   86

پیوست 1-14- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   86

پیوست 1-15- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 15 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   86

پیوست 1-16- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 30 درجه   87

پیوست 1-17- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 45 درجه   87

پیوست 1-18- نمایواقعیسرریزکلیدپیانوباارتفاع 20 وشیبورودیوخروجی 60 درجه   87

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo