بررسی تاثیر تغییرات زاویه همگرایی دیواره های هادی بر عملکرد هیدرولیکی سرریز اوجی با قوس در پلان

در این پژوهش، به بررسی طرح سرریزی با قوس در پلان و زاویه تقرب به سمت پایین دست که طول موثر خود را از تاج تا پنجه چند برابر کاهش می دهد، پرداخته شده است. آزمایش ها در دو مرحله صورت گرفته است، در مرحله اول مدل فیزیکی با مقیاس 1:50 از طرح نمونه واقعی برای سایتی خاص مورد آزمایش قرار گرفت، در این مرحله آزمایش ها به ازای هشت دبی مختلف شامل مقادیر 25 تا 150 درصد دبی طراحی معادل نمونه واقعی در طبیعت انجام شد. سرریز عملکرد مناسبی را تا دبی 1.13Qd از خود نشان داد. به تدریج با افزوده شدن دبی، کارایی سرریز کاهش پیدا کرده، به گونه ای که در دبی 1.26Qd سرریز به طور کامل مستغرق شد و کانال پایین دست کنترل کننده دبی عبوری شد. مشاهدات و آزمایش ها نشان دهنده این بود که یکی از عوامل مستغرق شدن سرریز تغییر زاویه شدید دیوارهای هادی، 120 درجه و کاهش قابل ملاحظه نسبت عرض کانال (Lch) به طول تاج (L) معادل Lch/L=0.214 می باشد. در مرحله دوم، تاثیر تغییر زاویه همگرایی دیواره های هادی سرریز، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور مدل فیزیکی تحت سه زاویه همگرایی دیواره های هادی شامل صفر درجه با نسبت Lch/L=0.98، زاویه 60 درجه با نسبت Lch/L=0.32 و زاویه 90 درجه با نسبت Lch/L=0.26، مورد آزمایش قرار گرفت. تاثیر تغییر زوایا بر ضریب دبی تا قبل از استغراق قابل اغماض گزارش شد. در زاویه صفر درجه با نسبت Lch/L=0.98 بالاترین ضریب دبی با مقدار C=1.991 را به خود اختصاص داد و علت آن نیز عدم استغراق در دبی معادل دبی PMF در نمونه واقعی بود.در همه زوایا، فشار استاتیکی در تاج کاهش و در شوت و پنجه در حال افزایش گزارش شد، به نحوی که نسبت Hp/Hd=-0.217 در تاج به ازای دبی 1.13Qd در صفر درجه قرائت شد. در زوایای 90 و 120 درجه نیز به ازای دبی های بالاتر و مستغرق شدن سرریز با تغییر رژیم جریان روی سرریز از فوق بحرانی به زیر بحرانی فشار افزوده شد و بالاترین فشار به ازای دبی 1.50Qd مقدار Hp/Hd=4.35 در زاویه 120 درجه گزارش شد. در زوایای مذکور زاویه 60 درجه با نسبت Lch/L=0.32 با توجه به طول تاج کمتر، (45 درصد کاهش طول تاج نسبت به زاویه 120 درجه و با نسبت Lch/L=0.214) به عنوان زاویه مناسب در بین این زوایا انتخاب شد.