مطالعه آزمایشگاهی تاثیر توام زبری و رسوب گذاری بر عملکرد هیدرولیکی سرریز های استوانه ای در شرایط جریان آزاد

سرریزهای استوانه ای یکی از سازه های متداول برای اندازه گیری جریان و کنترل سطح آب در کانال های انتقال آب و رودخانه ها می باشند. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی متعددی بر مشخصات جریان عبوری از این سرریزها تاثیرگذار است. در تحقیق حاضر اثر زبری سطح سرریز استوانه ای و رسوب گذاری بالادست آن بر ضریب دبی سرریز، توزیع فشار و افت انرژی در شرایط پایاب آزاد به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در شرایط عدم تغییر تراز کف کانال و در تراز دوسوم ارتفاع سرریز در ۳ قطر از سرریز استوانه ای، اعمال چهار زبری و دامنه وسیعی از دبی جریان انجام شد. مقایسه نتایج حاصل از بررسی تاثیر زبری و ترازهای مختلف کف کانال بالادست بر ضریب دبی سرریز نشان داد که در کلیه سرریزهای مورد مطالعه، در محدوده دبی حداقل تا حداکثر با افزایش زبری از PVC به ۵/۴ میلی متر مقدار ضریب دبی سرریز به طور متوسط ۸ درصد کاهش و با افزایش تراز رسوب گذاری از صفر تا دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار ضریب دبی سرریز ۳ درصد افزایش می یابد. همچنین در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز افزایش زبری به ۵/۴ میلی متر منجر به کاهش ۳ تا ۷ درصدی ضریب دبی سرریز می شود. با افزایش قطر سرریز از ۱۵۰ به ۲۵۰ میلی متر مقدار ضریب دبی ۵ درصد افزایش و افت انرژی ۱۵ درصد کاهش می یابد. نتایج نشان داد که در کلیه سرریزها با افزایش زبری مقدار افت انرژی تقریبا ۱۴ درصد افزایش و با افزایش تراز رسوب گذاری به دوسوم ارتفاع سرریز، مقدار آن ۲۲ درصد کاهش می یابد. بررسی نتایج حاکی از آن است که روند تغییرات فشار در طول سرریز در تراز رسوب گذاری دوسوم ارتفاع سرریز، مشابه با روند تغییرات آن در شرایط بدون رسوب است اما مقدار آن با افزایش سطح رسوب گذاری، کاهش می یابد. علاوه بر این تاثیر زبری بر روی مقادیر فشار در نیمه پایین دست سرریز بیشتر از نیمه بالادست آن می باشد.