بررسی عددی ضریب دبی سرریز کنگرهای ذوزنقه با تغییر زاویه در امتداد جریان با استفاده از مدل Flow۳D

سرریز های کنگره ای از سازه های هیدرولیکی هستند که برای تنظیم سطح آب و کنترل جریان در مخازن سدها، کانال ها و رودخانه ها استفاده می شوند. دبی جریان در سرریز ها به طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است، در صورتی که عرض کانال یا مخزنی که سرریز روی آن اجرا می شود محدود باشد، یکی از راهکار های افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ کردن سرریز در پلان است. در این پژوهش عملکرد سرریز کنگره ای با مقطع ذوزنقه ای، با زوایای مختلف دیواره سرریز (α) مورد بررسی قرار گرفت. هندسه سرریزها در محیط نرم افزار Inventor ایجاد و با فراخوانی در نرم افزار Flow۳D، شبیه سازی انجام شد. به منظور صحت سنجی شبیه سازی و تنظیم پارامترهای نرم افزار، از داده های آزمایشگاهی معتبر استفاده شد که نتایج مدل هماهنگی مناسبی با نتایج داده های آزمایشگاهی داشت. تحلیل نتایج نشان داد که افزایش زاویه سرریز در امتداد جریان و در طول دماغه ثابت، سبب افزایش ضریب دبی جریان (cd) می شود. رابطه معکوس بین مقدار بار هیدرولیکی نسبی جریان (h/p)، و ضریب دبی جریان نیز مشخص شد. با افزایش طول دماغه به مقدار ۴۰ درصد، روند افزایش ضریب دبی به واسطه افزایش زاویه سرریز، به میزان ۹ درصد کاهش یافت. افزایش ۱۵درجه ای زاویه نیز، روند افزایش ضریب دبی به واسطه افزایش طول دماغه را ۵ درصد کاهش داد. با توجه به رابطه مستقیم سرعت متوسط جریان و ضریب دبی، افزایش همزمان طول دماغه و زاویه سرریز، سرعت متوسط جریان را در ابتدای برخورد به کف کانال تا ۴ برابر افزایش داد.

کلیدواژه ها:

بار هیدرولیکی ، سرریز کنگره ای ذوزنقه ای ، ضریب دبی ، مدل آشفتگی ، مدل عددی