| published |
| DOI |
2 Ayat Mehdi Kadhim1, Faisal Abdulrazak Majid
1Department of Civil Engineering, College of Engineering, University of Wasit, Wasit, Iraq
2Assistant Prof. at Department of building and Construction Technical Engineering, Islamic University of Najaf, Najaf, Iraq
[email protected]1, [email protected]2
Received : 23-11-2019 Revised:23-1-2019
Accepted : 2-3-2019 Published :30-6-2019
Abstract
Weir is usually used in different hydraulic purpose, and mainly for head the discharge water relationship in channel. In this research the flow has been carried out over horizontal side weir (θ=0˚) with a constant crest length and height 15 cm, 5 cm respectively. The tapering part of the channel designed to be 15 cm length and have five values in narrowing of the channel widths. The tapered channel is started with a width of 20 cm, and terminated with a width of 18 cm, 16 cm, 14 cm, 12 cm and 10 cm consequently. The discharge over side weir increase with increasing the degree of constriction, the discharge reach to the maximum value at the highest degrees of constriction. When the construction of tapered channel increase the discharge over the side weir increase as the same time the height of water after side weir increase, that maybe use to supply another sub- channel with water. The water surface profile along the side weir is studied and taken under consideration for side weir and tail weir. The ANSYS program was used to calculate the discharge value over side and tail weir of the channel and compare this result with those calculated theoretically from laboratory work result. ANSYS program also used to show the surface water profile over side and tail weir in all cases of constriction. The water surface a long side weir is stable and close to the straight line in most cases, except the surface profile over tail weir for the last three cases of constriction (20-14) cm, (20-12) cm and (20-10) cm, the shape of water surface will be disturbed and unsteady. The purpose of this study to know the effect of changing the transition section channel on the discharge over the side weir with applying spatially varied flow theories over the weir crest, the effect of the flow velocity in the main channel on the discharge coefficient of the side weir according to tangential and radial flow across the channel and the discharge value and water surface profile a long side weir and tail weir from ANSYS software and compare them with the results that obtained from laboratory work
پوخته:
بەنداوەکان بە شێوەیەکی گشتی بەکار ئەهێنرێن بۆ مەبەستی جیاواز ، وە بە شێوەیەکی سەرەکی بەکار ئەهێنرێ بۆ بەتاڵ کردنەوەی ئەو ئاوەی کە پەیوەندییان بە ئاوی چەناڵەکەوە هەیە. لەم توێژینەوەدا هەڵقوڵینەکە بە شێوەیەکی ئاسۆی ئەبێ لەگەڵ درێژی و بەرزی نەگۆڕ ١٥ سم ، ٥ سم . بەشیێکی چەناڵەکە بەوشێوەیە دیزاین کراوە کە درێژیەکەی ١٥سم و وە بە ٥ پلە ڕێڕەوی پانی چەناڵەکە بەرەو کەم بوونەوە دەڕوات بە جۆرێک لە سەرەتادا پانیەکەی ٢٠سم کەم ئەبێتەوە بۆ ١٨سم،١٦سم،١٤سم،١٢سم،١٠سم . لە هەموو لایەکانی بەنداوەکە بەتاڵ بوونەکە کەم ئەبێ لەگەڵ کەم بوونی پلەکانا .ئەم بەتاڵبوونە زۆرترین ڕێژەی بەرزی بەنداوەکەمان بۆ دەرئەخات ، هەرکاتێک لە بەنداوەکە پلەی بەتاڵ بوونەکە کەمی کرد ئەوا ڕێژەی بەرزی ئاوەکە لەسەر بەنداوەکە کەم دەکات ، بۆیە ئەتوانترێت یەمە بەکار بهێنرێتەوە وەک یەدەکێکی دووەمی.
بەکاردێت بۆ هەژمار کردنی بەتاڵکردناکانی پردەکان پاشان لە سەرەتا the ansys program))
وکۆتای بە راورد ئەکرێ لەگەڵ ئەنچامی ێەو ژماردنانەی کە لە تاقیگەدا ئەکرێ ،وە هەروەها بە کاردێت بۆ پیشاندانی ڕووی ئاو لە تەنیشت و کۆتای بەنداوەکەدا . ئەم توێژینەوە بۆدەرخستنی کاریگەریەکانی گۆڕانی گواستنەوەی بەتاڵ کردنەوە یە بۆ بەشێکیتری چەناڵێک .
الملخص
الهدارات أو السدود الغاطسة تستخدم لمختلف الاغراض الاروائية، وخاصة في علاقة ايجاد عمق الماء والتصريف في القنوات الاروائية، في هذا البحث فان الجريان قد اجري فوق فتحة سد غاطس جانبي ذو فتحة افقية (θ = 0˚) وبطول فتحة ثابت وبارتفاع حافة 15 سم و 5 سم على التوالي. أما الجزء الخاص بالقناة المتدرجة العرض فقد صممت بطول 15 سم وتتضمن خمس قيم من تضييق القناة تبدأ بعرض 20 سم وتنتهي بعرض 18 سم ، 16 سم، 14 سم ، 12 سم و 10 سم على التوالي. التصريف فوق الهدارة الجانبية اعطى زيادة في السرعة مع زيادة التضييق في القناة حيث بلغ اكبر تصريف في القناة عند اكبر تضييق للقناة وفي الوقت نفسه فان ارتفاع الماء يزداد في القناة بعد انتهاء السد الغاطس ولهذا يعطي امكانية استخدام قنوات فرعية اضافية اخرى. كذلك فان صورة سطح الماء فوق السد الغاطس الجانبي قد اخذت بنظر الاعتبار وكذلك لاسد الغاطس في نهاية القناة. تم استخدام برنامج ANSYS لحساب قيم التصريف فوق السد الغاطس الجانبي وقورنت النتائج مع النتائج التي حسبت نظريا ومختبريا. كذلك فان برنامج ANSYS قد استخدم لرسم صورة سطح الماء فوق السد الغاطس الجانبيوكان مستقرا وقريبا من الخط المستقيم في غالب الحالات ما عدا الحالات الثلاث الاخيرة لسطح الماء فوق السد الغاطس في نهاية القناةوهي للتضييقات. (20-14) سم ، (20-12) سم و (20- 10) سم ، وقد كان سطح الماء منتشر فوق السد الغاطس وغير مستقر.
أن الغرض من هذه الدراسة هو معرفة تأثير المقطع الانتقالي للقناة على التصريف فوق السدود الغاطسة الجانبية وذلك بتطبيق نظرية التغيير التدريجي فوق السد الغاطس الجانبي. أن تاثير سرعة الجريان في القناة الرئيسية على معامل التصريف فوق السدود الغاطسة تبعا للمركبتين المماسية والقطرية للجريان عبر القناة وكذلك قيم التصريف ومستوى سطح الماء على طول السد الغاطس الجانبي والذيلي باستخدام برنامج ANSYS ومقارنة النتائج بالنتائج المتحصل عليها من العمل المختبري وقد كانت متقاربة.
References:
[1] Venutelli, M. “Method of solution of nonuniform flow with the presence of rectangular side weir” Journal of irrigation and drainage engineering, .(2008), 134(6), 840-846.
[2] Borghei, S. M., Vatannia, Z., Ghodsian, M., & Jalili, M. R. “Oblique rectangular sharp-crested weir”. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water and Maritime Engineering(Vol. 156, No. 2, pp. 185-191). Thomas Telford Ltd. (2003, June)
[3] Vanishree, B. R., & Manjula, R. “Analysis of various parameters affecting weir design and fabrication of Weirs: An Overview”. In MATEC Web of Conferences ,(2018). (Vol. 144, p. 01006). EDP Sciences.
[4] Aydin, I., Altan-Sakarya, A. B., & Sisman, C.” Discharge formula for rectangular sharp-crested weirs”. Flow Measurement and Instrumentation, (2011), 22(2), 144-151.
[5]Mohammed, A. Y. “ Numerical analysis of flow over side weir” Journal of King Saud University-Engineering Sciences (2015), 27(1), 37-42.
[6] Al-Tabatabaie ,F.A.”The behaviour of bellmouth spillways with feeder channels ” Ph.D.Thesis ,Dep of civil and structural Engineering , The university of Sheffield , 1979.
[7] Seyedian, S. M., Jalili Ghazizadeh, M., & Tareghian, R“Determining side-weir discharge coefficient using Anfis”. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management . (2014, April). (Vol. 167, No. 4, pp. 230-237). Thomas Telford Ltd.
[8] Bonakdari, H., & Zaji, A. H.” New type side weir discharge coefficient simulation using three novel hybrid adaptive neuro-fuzzy inference systems”. Applied Water Science, (2018), 8(1), 10.
[9] Fluent 14 use ,guide ,programing and tutorial guide ” Fluent ; version15 Ansys Inc” ., 2010.
[10] Szymkiewicz, R. “Numerical modeling in open channel” hydraulics (Vol. 83). Springer Science & Business Media,2010
[11] Samiee, S., Heidarpour, M., & Bagheri, S. ” Flow characteristics of rectangular sharp-crested side weirs in the presence of guide vanes”. ISH Journal of Hydraulic Engineering. (2016), 22(1), 109-114.
[12] Mahmodinia,S., Javan,M., & Eghbalzadeh, A. “The effects of the upstream Froude number on the free surface flow over the side weirs”. Procedia Engineering (2012), 28, 644-647.
[13] Keshavarzi, A., & Ball, J.” Discharge coefficient of sharp crested side weir in trapezoidal channel with different side-wall slopes under subcritical flow conditions”. Irrigation and drainage, (2014), 63(4), 512-522.
[14] Muslu, Y. “Lateral weir flow model using a curve fitting analysis”. Journal of Hydraulic Engineering, (2002) 128(7), 712-715.
