کاربرد SPM در تخمین ضریب سرعت در کانال های هندسی

مقدار ضریب سرعت (α) و تغییرات آن در عرض سطح آزاد آب در کانال های هندسی تاکنون بطور مشخص مورد بررسی قرار نگرفته است. در این پژوهش، با استفاده از روش تک نقطه ای (SPM)، که یک روش آسان و کم هزینه است، تغییرات ضریب سرعت در عرض سطح آزاد آب در کانال های هندسی مورد بررسی قرار گرفته است. این ضریب با استفاده از روش مذکور و با درنظر گرفتن توزیع قائم سرعت توانی، برای هر نقطه از سطح آزاد آب بدست آمده و سپس ضریب سرعت برای کل مقطع، به صورت میانگین وزنی محاسبه گردید. صحت-سنجی نتایج با استفاده از داده های آزمایشگاهی انجام شد که با توجه به خطای نسبی زیر ۵%، نشان دهنده دقت بسیار خوب مدل SPM است. نتایج نشان می دهند که در تمام مقاطع هندسی، با باریک شدن مقطع کانال، محل سرعت حداکثر از سطح آزاد آب دور شده و مقدار ضریب α محلی افزایش می یابد (α=۱.۰۴ در کانال مستطیلی باریک) و در کانال های عریض، محل سرعت حداکثر به سطح آزاد نزدیک شده و مقدار ضریب α محلی کاهش پیدا می کند (α=۰.۷۱۴ در کانال ذوزنقه ای عریض). بنابراین، ارتباط کلی بین تغییرات منحنی های هم سرعت و ضریب α نتیجه گرفته و مشخص شد مقدار پیش فرض ۰.۸۵ برای ضریب سرعت نمی تواند در تمام شرایط هندسی قابل کاربرد باشد. علاوه بر این، مقایسه هایی بین ضریب سرعت بدست آمده از SPM و سایر پژوهش ها انجام شد که نشان داد محدوده تغییرات بدست آمده برای ضریب α در کانال های هندسی، در محدوده قابل قبول است و مقادیر خطای نسبی در شرایط مشابه از ۰.۹۲% تا ۱۲.۶۷% متغیر است

کلیدواژه ها:

ضریب سرعت ، روش تک نقطه ای ، سرعت سطحی ، سرعت متوسط عمقی ، کانال هندسی