| اثر زاویه رأس بر عملکرد هیدرولیکی و استهلاک انرژی سرریزهای پهن‌تاج مثلثی |
| کد مقاله : 1216-CONFIHA |
| نویسندگان |
|
امیرحسین محمدنژاد اقدم1، امیر قادری *2 1دانشجوی مقطع دکتری تخصصی دانشگاه ارومیه 2هیئت علمی |
| چکیده مقاله |
| سرریزهای پهن‌تاج مثلثی از سازه‌های مورد استفاده در اندازه‌گیری و کنترل جریان هستند که هندسه تاج آن‌ها می‌تواند بر ظرفیت تخلیه و استهلاک انرژی تأثیر بگذارد. در این پژوهش، اثر زاویه رأس بر عملکرد هیدرولیکی این سرریزها با استفاده از مدل‌سازی سه‌بعدی (CFD) بررسی شد. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3Dو مدل آشفتگی RNG k–ε و روش حجم سیال انجام شدند. مدل عددی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی سرریز با زاویه رأس ۲۰ درجه اعتبارسنجی شد. سپس، با ثابت نگه‌داشتن طول و عرض سرریز، اثر زاویه‌های ۳۰، ۴۵ و ۵۵ درجه در شش دبی مختلف، در محدوده 56/3 تا 67/14 لیتر بر ثانیه، به‌صورت عددی بررسی شد. نتایج نشان داد که روابط دبی–عمق در تمام هندسه‌ها از رفتار توانی و غیرخطی پیروی می‌کنند و افزایش زاویه رأس، عمق بالادست موردنیاز برای عبور دبی معین را کاهش می‌دهد. ضریب دبی با افزایش نسبت عمق بالادست به عرض کانال افزایش یافت، اما تغییرات آن نسبت به زاویه رأس یکنواخت نبود؛ به‌طوری‌که زاویه ۴۵ درجه بیشترین ضریب دبی را نشان داد و نسبت به مدل ۵۵ درجه، بهبود 5/6 تا 5/8 درصدی داشت. همچنین، پروفیل‌های سطح آزاد تشکیل مقطع بحرانی در نزدیکی تاج را نشان دادند. بررسی استهلاک انرژی نیز نشان داد که با افزایش دبی، نسبت استهلاک نسبی انرژی کاهش می‌یابد و زاویه‌های کوچک‌تر، به‌ویژه زاویه ۲۰ درجه، استهلاک بیشتری نسبت به زاویه‌های بزرگ‌تر ایجاد می‌کنند. در مجموع، نتایج نشان می‌دهند که انتخاب زاویه رأس باید متناسب با هدف طراحی، شامل افزایش کارایی تخلیه یا استهلاک بیشتر انرژی، انجام شود. |
| کلیدواژه ها |
| سرریز پهن‌تاج مثلثی، زاویه رأس، عملکرد هیدرولیکی، ضریب دبی، استهلاک انرژی، دینامیک سیالات محاسباتی(CFD). |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
