آمار

تعداد نشریات8
تعداد شماره‌ها431
تعداد مقالات5,600
تعداد مشاهده مقاله7,116,731
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,048,394
قاسمپور فرمی, عبدالله, فقیهی راد, شروین, کاویانپور, محمدرضا. (1400). بررسی آزمایشگاهی میدان جریان ریزشی در سرریزهای پلکانی. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53(10), 4473-4488. doi: 10.22060/ceej.2021.18376.6856
عبدالله قاسمپور فرمی; شروین فقیهی راد; محمدرضا کاویانپور. "بررسی آزمایشگاهی میدان جریان ریزشی در سرریزهای پلکانی". نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53, 10, 1400, 4473-4488. doi: 10.22060/ceej.2021.18376.6856
قاسمپور فرمی, عبدالله, فقیهی راد, شروین, کاویانپور, محمدرضا. (1400). 'بررسی آزمایشگاهی میدان جریان ریزشی در سرریزهای پلکانی', نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53(10), pp. 4473-4488. doi: 10.22060/ceej.2021.18376.6856
قاسمپور فرمی, عبدالله, فقیهی راد, شروین, کاویانپور, محمدرضا. بررسی آزمایشگاهی میدان جریان ریزشی در سرریزهای پلکانی. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 1400; 53(10): 4473-4488. doi: 10.22060/ceej.2021.18376.6856

بررسی آزمایشگاهی میدان جریان ریزشی در سرریزهای پلکانی

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
مقاله 21، دوره 53، شماره 10، دی 1400، صفحه 4473-4488    اصل مقاله (2.66 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2021.18376.6856
نویسندگان
عبدالله قاسمپور فرمی1؛ شروین فقیهی راد2؛ محمدرضا کاویانپور* 3
1کارشناس پژوهشی / موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو
2عضو هیئت علمی موسسه تحقیقات آب
3عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
سرریز پلکانی از جمله سازه‌های تخلیه کننده سیلاب ورودی به سد می‌باشد که جریان عبوری از آن با استهلاک انرژی نیز همراه می‌باشد. این سازه متشکل از پله‌هایی است که از نزدیکی تاج سرریز شروع ‌شده و تا پاشنه ادامه‌ یافته و در ثابت ماندن عمق آب و سرعت جریان در طول سرریز، برقراری استهلاک طولی انرژی و تاثیرگذاری بر مشخصات جریان و پایاب سرریز بسیار موثر می‌باشند. در سرریزهای پلکانی، جریان به سه نوع ریزشی، انتقالی و رویه‌ای قابل‌ تفکیک است. تاکنون بر اساس روابط تحلیلی و آزمایشگاهی، مطالعات اندکی جهت بررسی شرایط و طبیعت پیچیده جریان ریزشی انجام ‌شده و مطالعات آزمایشگاهی مبتنی بر مدل‌سازی فیزیکی نیز محدود می‌باشد. بنابراین روابط محدودی نیز در زمینه جریان ریزشی در این سرریزها ارائه ‌شده است. در تحقیق حاضر آزمایش‌هایی بر روی سه مدل هیدرولیکی سرریز پلکانی بزرگ ‌مقیاس سدهای سیاه‌بیشه بالا، سیاه‌بیشه پایین و سد ژاوه در شش شیب متفاوت انجام گرفت و به ازای 24 دبی جریان، اندازه‌گیری عمق آب، سرعت جریان و فشار استاتیکی بر روی 40 مقطع مختلف در طول سرریز انجام شد. تجزیه‌ و تحلیل پارامترهای موثر بر استهلاک انرژی بر اساس این اطلاعات انجام و تاثیر شرایط هیدرولیکی و هندسی سرریز بر محدوده وقوع جریان ریزشی مورد ارزیابی قرار گرفت و رابطه‌ای برای محاسبه استهلاک نسبی انرژی در شرایط جریان ریزشی پیشنهاد شد. نتایج تحقیق نشان داد که مهم‌ترین پارامتر تاثیرگذار در پیش‌بینی استهلاک انرژی، پارامتر بی‌بعد عمق بحرانی به ارتفاع سرریز می‌باشد که افزایش آن باعث کاهش استهلاک انرژی نسبی در رژیم ریزشی می‌شود.
کلیدواژه‌ها
سرریز پلکانی؛ جریان ریزشی؛ مدل هیدرولیکی؛ استهلاک انرژی؛ هندسه سرریز
موضوعات
سازه های هیدرولیکی
عنوان مقاله [English]
Experimental Investigation of Nappe Flow Domain on Stepped Spillways
نویسندگان [English]
abdollah ghasempour feremi1؛ shervin faghihirad2؛ Mohammad Reza Kavianpour3
1Research Expert / water research ins Institute
2Hydro-Environment Department, Water Research Institute
3Faculty of Civil Engineering, K. N. Toosi University of Technology
چکیده [English]
Stepped spillways are used to discharge the floods flow entering the reservoirs. Along these spillways, the energy is highly dissipated. It consists of a series of arranged steps along the spillway to ensure a uniform flow depth and velocity. Stepped spillways improve the rate of longitudinal energy dissipation on the spillway. The energy dissipation affects the flow characteristics and the energy dissipaters at downstream. The flow over stepped spillways is divided into three regimes of nappe, transition and skimming flows. So far, limited numbers of studies have been performed on the basis of analytical and empirical information to check the features and complicated nature of nappe flows. Limitations on physical model studies are also important to mention. As a result, few relationships have been suggested to describe nappe flow characteristics over stepped spillways. In this study, a set of experiments were performed on three large-scales hydraulic spillway models of Siahbisheh upper and lower dams and Zhaveh spillway dam. The data cover six spillway slopes and 24 flow rates. Measurements of depth, velocity, and static pressure were made at 40 different cross sections along the chutes. Major effective geometrical and hydraulic parameters on energy dissipation in nappe flow regime over stepped spillways were analyzed, based on present measurements. A relationship was then suggested to calculate the rate of energy dissipation in nappe flow regime. This study showed that the ratio of critical depth to height of spillway is the most important dimensionless parameter in predicting energy dissipation, the increase of which reduces the relative energy dissipation in the nappe flow regime.
کلیدواژه‌ها [English]
Stepped spillway, Nappe flow, Hydraulic model, Energy dissipation, Spillway geometry
مراجع
  1. Kavianpour, M. and Masoumy, M. New approch for estimating of energy dissipation over stepped spillways, International Journal of civil Engineering, 2008. Vol. 6, No. 3, Sep. (in Persian)
  2. Pfister, M. Hager, W. and Minor, H. Bottom aeration of stepped spillways, Journal of Hydraulic Engineering, 2006. 132(8): p. 850-853.
  3. Zamora, A. Pfister, M. Hager, W. and Minor, H. Hydraulic performance of step aerator, Journal of Hydraulic Engineering, 2008. 134(2): p. 127-134.
  4. Shamsaei, A. and Paknahal, F. Hydraulic of chutes and stepped spillway, Publications of sharif industrial university, civil college, 2006. (in Persian)
  5. Boes, R. and Hager W. Two-phase Flow Characteristics of Stepped Spillway, J. of Hydraulic Engineering; 2003. Vol.129, No.9: pp.661-670.
  6. Zhang, G. and Chanson H. Hydraulics of the Developing Flow Region of Stepped Spillways, I: Physical Modeling and Boundary Layer Development, Journal of Hydraulic Engineering, 2016, 142(7): 8 p. DOI: 10.1061, (ASCE) HY.1943-7900.0001138.
  7. Hasanalipour A. et al. Experimental investigation of the effect of stepped spill slope on flow regime and field hydraulic parameters (Case study: Siahbishe Dams Spillways), Iranian Journal of Water Research, 2019. 33: p. 139-149. (in Persian)
  8. Hanbay, D. Baylar, A. and Batan, M. Prediction of aeration efficiency on stepped cascades by using least square support vector machines, International Journal of Expert Systems with Applications, 2009. 36: p. 4248-4252.
  9. Chanson H. Hydraulic of Stepped Chutes and Spillways, A.A.Balkema, Lisse, the Netherlands. 2002.
  10. Kavianpour, M. and Mohebbi, M. Numerical and Experimental investigation of pressure changes on stepped spillways, khajeh nasir Toosi University, civil college, 2012. (in Persian)
  11. Toombes, C. Experimental Study of Air-water Flow Properties on Low-gradient Stepped cascades, Ph.D. Thesis, Univ. of Queensland, Brisbane, Australia, 2002.
  12. Khatsuria, R.M. Hydraulic of spillways and Energy Dissipators, USA, 2005.
  13. Chanson, H. Prediction of the transition nappe/skimming flow on a stepped channel, Journal of Hydraulic Research, 1996. 34(3): p. 421-429.
  14. Chanson H. Comparision of Energy Dissipation between Nappe and Skimming Flow Regimes on Stepped chutes, J. of Hydraulic Research, 1994. Vol.32, No.2: p. 213-218.
  15. Chamani M and Rajaratnam N. Jet flow on stepped spillways, J. of Hydraulic Engineering, 1994. Vol.120, No.2: pp. 254-259.
  16. Fratino, U. Piccini, F. Dissipation efficiency of stepped spillways, Proc. International workshop on Hydraulics of Stepped Spillways, Zurich, Switzerland, H. E. Minor and W. Hager Eds. Balkema, 2000. 103-110.
  17. White, M. P. Discussion to energy loss at the base of free overfall, Moore, Transactions, ASCE, 1943. Vol.108, pp.1361-1364.
  18. Salmasi, F. et al. Experimental investigation of current head loss over stepped spillways, the 6th international conference of civil Engineering, industrial university of Isfahan, civil college, 2004. (in Persian)
  19. Jafarinia, R. and Mousavi jahromi, H. Evaluation of energy losses in stepped spillways in nappe regime and non-nappe regime, The Second National Conference on Watershed Management and Soil and Water Resources Management, Kerman, Iranian Association of Irrigation and Water Engineering, 2005. (in Persian)
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,131
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,295


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب