برآورد دبی فاضلابروهای مدور با استفاده از مدل ترکیبی سرریز- دریچه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی دانشگاه فردوسی مشهد

2 کارشناس ارشد سازه های هیدرولیکی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در بسیاری از موارد، دسترسی به مجرای فاضلابرو در طول مسیر به سهولت امکانپذیر نمی‌باشد. از این رو برای اندازه‌گیری دبی جریان با استفاده از روشهای هیدرولیکی، فضای محدود منهول‌ها مناسب‌ترین محل می‌باشد. سیستم‌های متعارف سرریز و یا دریچه می‌توانند به صورت بالقوه برای اندازه‌گیری دبی به کار گرفته شوند، لکن به علت آنکه فاضلاب ماهیتاً حاوی مواد رسوبی و قابل ته‌نشینی و نیز مواد شناور می‌باشد؛ با انباشتگی این مواد، سیستم‌های فوق نمی‌توانند گزینه مناسبی به عنوان محل اندازه‌گیری جریان باشند. از این رو، به کارگیری سیستم هیدرولیکی متمرکزی به نام سرریز- دریچه که با موجود بودن اطلاعات در یک مقطع، قادر باشد تخمین مناسبی از دبی ارائه نماید، بهترین گزینه به نظر می‌رسد که تاکنون به خصوص در مقاطع دایره‌ای توجه چندانی به آن نشده است. در مقاله حاضر نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از شدت جریان عبوری برای جریان همزمان از رو و زیر یک دریچه لبه تیز که در انتهای مجرای دایره‌ای نصب شده، ارائه گردیده است. ارتباط بین نتایج آزمایشگاهی و نتایج ناشی از تئوری جریان در سیستم سرریز- دریچه که تابع برخی از پارامترهای هندسی و هیدرولیکی جریان می‌باشد، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته، نهایتاً با تحلیل آماری داده‌ها و به کمک رگرسیون خطی، معادله‌ای برای ضریب تخلیه پیشنهاد شده است که خطای ناشی از به کارگیری این رابطه به 10± درصد محدود می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Discharge Estimation of Circular Sewer Using Combined Device of Weir-Sluice Gate

نویسندگان [English]

  • Mahmoud F. Maghrebi 1
  • Mir Sajjad Rezaii Nasab 2
1 Assist. Prof., Dept. of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad.
2 M.Sc., Student, Dept. of Civil Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Due to space constraints any access to a buried sewer conduit is seriously limited. In order to install the flow measurement devices, the space of manholes are the most appropriate places in a conduit. The conventional weir plates or sluice gates are usually used for flow measurements, however, these devices due to the nature of sewage, which contains sediments or floating objects are not suitable for flow measurements in sewer conduits. In a sewer conduit, the heavy solid particles tend to settle down behind a weir plate and floating objects accumulate behind a sluice gate, which both affects the accuracy of measurements by these devices. Therefore, the implementation of a combined system of weir-sluice gate at a cross section of conduit seems to be able to recover the defects of weirs and sluice gates. The application of this device in a circular cross section has not been received enough attention in the past. In the present paper the experimental results obtained from discharge measurement using combined weir-sluice gate system which allows simultaneously flow over and under a weir plate installed at the end of a sewer conduit are presented. The relationship between the experimental results and the theoretical flow which is a function of some geometric and hydraulic information of flow, are analyzed. Using statistical analysis of the obtained results of flow measurements accompanied with linear regression, an equation for discharge coefficient  is proposed. The efficiency of the proposed technique is high enough that the associated error is limited to 10%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Weir-Sluice Gate
  • Sluice Gate
  • weir
  • Dimension Analysis
  • Discharge coefficient
  • statistical analysis
1- Ferro, V. (2000). “Simultaneous Flow Over and Under a Gate.” J. Irrigation and Drainage Engineering, 126(3), 190-193.

2- Negm, A., AL-Brahim, M., and Al-Hamid, A. A. (2002). “Combined Free Flow Over Weir and Below Gates.J. Hydraulic Research, 40, 359-365.

3- Rajaratnam, N., and Subramaniya, K. (1967). “Flow Equation for Sluice Gates.” J. Irrigation and Drainage Division, Proc. ASCE, 93(IR.3),167-186.

4- Swamee, P. K. (1993). “Critical Depth Equations for Irrigation Canals.J. Irrigation and Drainage Engineering, ASCE, 119 (2), 400-409.

5- Montes, J. S. (1997). “Irrotational Flow and Real Fluid Effects under Planar Sluice Gate.J. Hydraulic Engineering, 123(3), 219-232.

6- Kindsvater, C. E., and Carter, R. W. (1957). “Discharge Characteristics of Rectangular Thin Plate Weirs.” J. Hydraulic Division, Proc. ASCE, 83, 1-36.

7- Ackers, P. )1978(.Weirs and flumes for flow measurements, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, U.K.

8- Bos, M. G. (1989). Discharge measurement structures. International Institute for Land Reclamation and Improvement. Washington, The Netherlands, Pub. No. 20.

9- Rajaratnam, N., and Muralidhar, D. (1964). “End Depth for Circular Channels. ” J. Hydraulic Division, Proc. ASCE, 17-39.

10- بی نام (1377). راهنمای کاربران SPSS6 ، جلد دوم، چاپ اول،  انتشارات پرتو.