پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 162 |
| تعداد شماره‌ها | 6,693 |
| تعداد مقالات | 72,239 |
| تعداد مشاهده مقاله | 129,213,353 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 102,042,042 |
بررسی آزمایشگاهی تاثیر شیب دیواره‌های جانبی بر آبگذری سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| مقاله 15، دوره 55، شماره 11، بهمن 1403، صفحه 2225-2242 اصل مقاله (2.08 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2024.380132.669771 | ||
| نویسندگان | ||
| مرتضی شکری* 1؛ علی غلامی2 | ||
| 1استادیار گروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
| 2دانشجوی کارشناسی ارشد آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سرریزهای کلید پیانویی شیب‌دار با تنظیم شیب دیواره‌های جانبی خود، امکان بهبود عملکرد هیدرولیکی را در شرایط مختلف فراهم می‌کنند. این سرریزها با بهره‌گیری از شیب مناسب، در زمان کم‌آبی با ذخیره آب بیشتر و در زمان سیلاب با تخلیه مؤثرتر، عملکرد بهتری نسبت به سرریزهای بدون شیب نشان می‌دهند. تخلیه جریان در سرریزهای کلید پیانویی شیب‌دار متناسب با هد بالادست انجام می‌شود که این امر به افزایش کارایی و ایمنی سدها کمک می‌کند. سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه‌ای با توجه به کارایی بالایی که دارند برای شرایط هیدرولیکی پیچیده (مثل سیلاب‌ها و جریان‌های متغیر) مناسب هستند. این پژوهش به بررسی عملکرد سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای در حالت شیب‌دار و بدون شیب پرداخته است. آزمایش‌ها در کانالی به طول ۱۵ متر و عرض و ارتفاع ۶۰ سانتی‌متر انجام گرفت. مدل‌های آزمایشگاهی شامل سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای نوع A با شیب‌های ۰، ۵، ۵/۷ و ۱۰ درجه هستند و برای بررسی تأثیر جهت شیب، سرریز کلید پیانویی هم در جهت جریان و هم در خلاف جهت جریان شیب‌دار شدند و در ۹ دبی مختلف مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه‌ای شیب‌دار در خلاف جهت جریان با مشارکت بیش از ۷۵ درصد طول تاج سرریز، ضریب دبی بیشتری نسبت به مدل‌های دیگر دارند. ضریب دبی در سرریز با شیب ۵ درجه خلاف جهت جریان به طور متوسط ۷ درصد بیشتر از سرریز بدون شیب است. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای با شیب ۵ درجه خلاف جهت جریان در مقایسه با سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای بدون شیب، عملکرد بهتری در شرایط سیلاب و کم‌آبی دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سرریز کلید پیانویی ذوزنقه‌ای؛ شیب دیواره‌های جانبی؛ ضریب دبی؛ کارایی سرریز | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Investigation of the Impact of Sidewall Slope on the Discharge Capacity of Trapezoidal Piano Key Weirs | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Morteza Shokri1؛ Ali Gholami2 | ||
| 1Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan,Iran. | ||
| 2M.Sc. Student in Water and Hydraulic Structures, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Sloped piano key weirs, by adjusting the inclination of their sidewalls, enable improved hydraulic performance under various conditions. These weirs, with appropriate slopes, demonstrate better performance than non-sloped weirs by storing more water during low-flow conditions and providing more effective discharge during floods. The flow discharge in sloped piano key weirs is proportional to the upstream head, which contributes to increased efficiency and safety of dams. Trapezoidal piano key weirs, given their high efficiency, are well-suited for complex hydraulic conditions such as floods and variable flows. This study examines the performance of trapezoidal piano key weirs in both sloped and non-sloped configurations. The experiments were conducted in a 15-meter-long channel with a width and height of 60 cm. The laboratory models included trapezoidal piano key weirs of type A with slopes of 0, 5, 7.5, and 10 degrees. To investigate the effect of slope direction, the piano key weirs were inclined both in the flow direction and against the flow direction and were tested under 9 different discharges. The results showed that sloped trapezoidal piano key weirs inclined against the flow, with over 75% of the weir crest length engaged, have a higher discharge coefficient compared to other models. The discharge coefficient in the weir with a 5-degree slope against the flow direction is on average 7% higher than that of the non-sloped weir. The results of this study indicate that a trapezoidal piano key weir with a 5-degree slope against the flow direction performs better under flood and low-flow conditions compared to a non-sloped trapezoidal piano key weir. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Discharge Coefficient, Sidewall Slope, Trapezoidal Piano Key Weir, Weir Efficiency | ||
| مراجع | ||
|
Afzalian, A. (2014). Experimental investigation of PKW hydraulics’ properties under variation geometric of piers and side crests (Master's thesis, Shahid Chamran University of Ahwaz, Faculty of Water Science Engineering, Department of Hydraulic Structures). (In Persian). Ahadian, J., & Afzalian, A. (2017). Applied analysis of piano key weir (PKW) structures as a diversion dam. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 49(3), 463-476. doi: 10.22060/ceej.2016.694. (In Persian). Alabedi, H. J., & Khassaf, S. I. (2024). Numerical study on discharge capacity of piano key side weir with various ratios of the crest length to the width. Open Engineering, 14(1), 20220536. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0536 Anderson, R. M., & Tullis, B. P. (2012a). Piano key weir: Reservoir versus channel application. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(8), 773-776. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000464 Anderson, R. M., & Tullis, B. P. (2012b). Comparison of piano key weir and rectangular labyrinth weir hydraulics. Journal of Hydraulic Engineering, 138(1), 358-361. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000509 Belzner, F., Merkel, J., Gebhardt, M., & Thorenz, C. (2017). Piano Key and Labyrinth Weirs at German waterways: Recent and future research of the BAW. In Labyrinth and Piano Key Weirs III (pp. 167-174). CRC Press. doi: 10.1201/9781315169064-24. Chanson, H. (1994). Hydraulics of nappe flow regime above stepped chutes and spillways. Transactions-Institution of Engineers Australia, Civil Engineering, 36, 69-74. Crookston, B. M., Erpicum, S., Tullis, B. P., & Laugier, F. (2019). Hydraulics of labyrinth and piano key weirs: 100 years of prototype structures, advancements, and future research needs. Journal of Hydraulic Engineering, 145(12), 02519004. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001646 Ghodsian, M., & Ehsanifar, A. (2019). Experimental study of flow in type A piano key weir with rectangular, triangular, and trapezoidal plans. 18th Iranian Hydraulic Conference, Tehran. https://civilica.com/doc/998900. (In Persian). Ghodsian, M., & Sohrabzadeh Anzani, H. (2023). Experimental Study on Flow Over Rectangular Piano Key Weirs with Slopped Side Crests [Original Research]. Modares Civil Engineering Journal, 23(2), 167-175. http://dx.doi.org/10.22034/23.2.11. (In Persian). Kumar, M., Sihag, P., Tiwari, N., & Ranjan, S. (2020). Experimental study and modeling discharge coefficient of trapezoidal and rectangular piano key weirs. Applied Water Science, 10(1), 43. https://doi.org/10.1007/s13201-019-1104-8. Leite Ribeiro, M., Bieri, M., Boillat, J. L., Schleiss, A., Delorme, F., & Laugier, F. (2009). Hydraulic capacity improvement of existing spillways–design of a piano key weirs. In Proceedings (on CD) of the 23rd Congress of the Int. Commission on Large Dams CIGB-ICOLD (Vol. 2, pp. 100-118). Lempérière, F., & Ouamane, A. (2003). The Piano Keys weir: A new cost-effective solution for spillways. International Journal on Hydropower & Dams, 10(5), 144-149. Machiels, O. (2012). Experimental study of the hydraulic behavior of Piano Key Weirs. Machiels, O., Erpicum, S., Archambeau, P., Dewals, B., & Pirotton, M. (2013). Parapet wall effect on piano key weir efficiency. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 139(6), 506-511. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000566. Ouamane, A., & Lempérière, F. (2006, June). Design of a new economic shape of weir. In Proceedings of the International Symposium on Dams in the Societies of the 21st Century (Vol. 18, pp. 463-470). Pinto, M. M. M., Matos, J. D. S. G., & dos Santos Viseu, M. T. F. (2017). Energy dissipation on stepped spillways with a piano key weir: Experimental study. Sangsefidi, Y., Tavakol-Davani, H., Ghodsian, M., Mehraein, M., & Zarei, R. (2021). Hydrodynamics and free-flow characteristics of piano key weirs with different plan shapes. Water, 13(15), 2108. https://doi.org/10.3390/w13152108. Shaker, M., Yusuf, B., Khassaf, S., Mohamed, B., & Alias, N. A. (2023). Novel Techniques to Study the Effect of Parapet Wall Geometry on the Performance of Piano Key Weirs. Water, 15(13), 2307. https://doi.org/10.3390/w15132307 Sohrabzadeh Anzani, H., & Ghodsian, M. (2024a). Experimental study of flow over piano key weirs with different plan shapes. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 30(2), 185-195. https://doi.org/10.1080/09715010.2024.2302808 Sohrabzadeh Anzani, H., & Ghodsian, M. (2024b). Laboratory study on the discharge coefficient of rectangular piano key weir with partially sloped crest. Journal of Hydraulics, 19(1), 1-12. https://doi.org/10.30482/jhyd.2022.354595.1613 .(In Persian). Sohrabzadeh Anzani, H. (2021). The effect of side wall slope on the flow discharge over PKW (Master's thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran). (In Persian). Sohrabzadeh, H., & Ghodsian, M. (2022). Experimental study of the effect of sidewall slope over the triangular PK weir. Journal of Hydraulics, 17(4), 17-30. doi: 10.30482/jhyd.2022.326177.1581. (In Persian). Yang, J., Li, S., Helgesson, A., Skepparkrans, E., & Ansell, A. (2023). Geometric Modification of Piano Key Weirs to Enhance Hydraulic Performance and Discharge Capacity. Water. https://doi.org/10.3390/w15234148 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 326 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 95 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب