سرریزها از مهم ترین سازه های هیدرولیکی هستند و نمونه ای از انواع آن ها، سرریز جانبی است. می توان از اشکال مختلف این سرریزها به سرریزهای غیرخطی در تاج مانند سرریزکنگره ای و کلید پیانویی اشاره نمود. در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی ضریب تخلیه سرریز های جانبی کنگره ای مستطیلی و کلید پیانویی در 3 سیکل و با 4 ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. جهت انجام آزمایش های این پژوهش از کانال موجود در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 60 سانتی متر استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد در تمامی سرریزهای جانبی کنگره ای و کلید پیانویی نحوه تغییرات Cd و QL/Qn، نسبت به Ht/P نزولی بوده و با افزایش مقدار Ht/P مقادیر Cd و QL/Qn کاهش می یابند. در تحقیق حاضر که سرریزهای ذکر شده به صورت جانبی در کانال تحت آزمایش قرار گرفتند نتایج نشان می دهد که سرریز جانبی کنگره ای مستطیلی راندمان و عملکرد بهتری نسبت به سرریز جانبی کلید پیانویی دارد. همچنین سرریزهای کنگره ای مستطیلی با ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر به ترتیب برای مقادیر بیش از Ht/P، 0/95، 0/66، 0/46 و 0/32 با افزایش نسبت Ht/P سرریز از عملکرد مطلوب خود خارج شده و راندمان آن به شدت کاهش پیدا می کند این مقادیر برای سرریزهای کلید پیانویی به ترتیب برابر با 0/88، 0/6، 0/44 و 0/35 می باشد.

ظرفیت آبگذری یک سرریز کنگره ای نیم دایره ای شکل در پلان تابعی از ارتفاع کل جریان، طول موثر تاج و ضریب آبگذری می باشد. ضریب آبگذری نیز به ارتفاع کل جریان ، ارتفاع سرریز، شعاع سرریز، ضخامت سرریز، شکل پروفیل تاج سرریز بستگی دارد. در تحقیق حاضر پارامترهای موثر بر روی ضریب آبگذری سرریزهای کنگره ای نیم دایره ای شکل در پلان مورد ارزیابی قرار گرفته اند. براساس آزمایشها و نتایج به دست آمده ، مشاهده شد که در این نوع سرریزها، با افزایش شعاع سرریز ضریب آبگذری نیز افزایش خواهد یافت. نرخ تغییرات ضریب آبگذری به مرور با افزایش ارتفاع جریان، کاهش یافته و به ازای کلیه شعاع های آزمایش شده، به مقدار ثابتی میل می نمایند. آبگذری این سرریزها در محدوده آزمایش های انجام شده در حالتی که از دیوار مستقیم جانبی سرریز استفاده نشده باشد، حداکثر 1.33 برابر آبگذری یک سرریز مستقیم، با ارتفاع جریان یکسان خواهد بود.با ارائه روابط مناسبی برای ضریب آبگذری سرریزهای مورد مطالعه، روشی برای طراحی این نوع سرریزها معرفی شده است.

سرریزهای کنگره ای در یک دبی یکسان نسبت به یک سرریز مستقیم به ارتفاع آزاد کمتری در بالادست نیاز دارند، از اینرو استفاده از آنها در شبکه های آبیاری مناسب تر است. سرریز کنگره ای دارای سه شکل کلی مثلثی، ذوزنقه ای و مستطیلی است که مطالعه محدودی روی شکل مستطیلی انجام شده و خصوصیات هیدرولیکی آن بطور کامل مشخص نشده است. در این پژوهش رابطه دبی جریان و ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی با استفاده از تحلیل ابعادی استخراج و برای تعیین ضریب های ثابت رابطه ها از مدل فیزیکی استفاده شده است. داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS تحلیل و شاخص های آماریمجذور میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد رابطه ای که از اکثر پارامترهای موثر استفاده شده نتایج دقیق تری پیش بینی می کند و برای طراحی قابل پیشنهاد است. برای ارتفاع آب بالادست ثابت دبی سرریز کنگره ای حداکثر 2.6 برابر دبی سرریز مستقیم و در دبی ثابت، ارتفاع آب بالادست سرریز مستقیم 1.8 برابر ارتفاع آب بالادست سرریز کنگره ای است، بنابراین استفاده از سرریز کنگره ای برای مناطقی که محدودیت ارتفاع و دبی وجود دارد پیشنهاد می شود. بهترین محدوده برای نسبت H/P برای طراحی بین 0.20 تا 0.40 است که حداکثر ضریب دبی در این محدوده قرار گرفت.

در این تحقیق یک میکرو مبدل حرارتی مستطیلی با قطر هیدرولیکی ثابت و نسبت منظری های مختلف در نظر گرفته شده و تغییرات افت فشار و مقاومت حرارتی میکرو مبدل در جریان آرام بر حسب توان مصرفی پمپاژ در شار حرارتی ثابت 0.3 مگاوات بر مترمربع تحلیل و مقایسه شده است. همچنین، تاثیر خواص وابسته به دمای سیال (گرانروی و ضریب رسانایی) بر افت فشار و مقاومت حرارتی میکرو مبدل مطالعه شده اند. در نهایت، معیار جدیدی بر اساس توان مصرفی پمپاژ سیال عامل و میزان گرمای انتقالی بر واحد اختلاف دما به عنوان ابزاری برای بهینه سازی میکرو مبدل حرارتی مذکور پیشنهاد شده است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این تحقیق، مقادیر ضریب دبی روزنه های جانبی با استفاده از روش های ANFIS و ANFIS-GA تخمین زده شد. برای مدل-سازی ضریب دبی، تاثیرات نسبت عرض کانال اصلی به طول روزنه جانبی (B/L)، نسبت ارتفاع روزنه جانبی به طول روزنه جانبی (W/L)، نسبت عمق جریان در کانال اصلی به طول روزنه جانبی (Ym/L) و عدد فرود (Fr) در نظر گرفته شد. برای محاسبه ضریب دبی یازده مدل مختلف برای هر یک از مدل های ANFIS و ANFIS-GA معرفی گردید. سپس به منظور مقایسه نتایج مدل های محاسبات نرم با مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، ضریب دبی روزنه جانبی با استفاده از مدل FLOW-3D شبیه سازی شد. برای آشفتگی میدان جریان از مدل های آشفتگی k-ε استاندارد و RNGk-ε استفاده گردید. بر اساس نتایج مدل عددی، مدل آشفتگی RNG k-ε آشفتگی میدان جریان را با دقت بیشتری نسبت به مدل k-ε شبیه سازی نمود. همچنین مقادیر MAPEوRMSE برای دبی های مدل سازی شده توسط حل عددی به ترتیب برابر 204/12 و 001/0 است. با تحلیل نتایج مدل های ANFIS، ANFIS-GA و CFD، مدل ANFIS-GA مدل برتر معرفی شد.

پیش بینی دقیق تنش برشی در کانال های روباز در بسیاری از مسائل مهندسی نظیر طراحی کانال های پایدار، محاسبات مربوط به افت انرژی و رسوبگذاری در کانال ها حائز اهمیت می باشد. در هنگام سیلاب، بخشی از دبی رودخانه توسط کانال اصلی و بخش دیگر توسط دشت های سیلابی که در اطراف کانال اصلی قرار دارند، حمل می شود. به دلیل تفاوت عمق جریان بین کانال اصلی و دشت های سیلابی اطراف، سرعت جریان نیز متفاوت بوده و متعاقبا میزان تنش برشی و توزیع آن به صورت قابل ملاحظه ای دستخوش تغییر می گردد. در تحقیق حاضر آزمایش هایی برروی یک مقطع مرکب مستطیلی از جنس پلکسی گلاس به همراه دشت های سیلابی اطراف با دبی های مختلف و سه نسبت شکل متفاوت به انجام رسید. نتایج نشان داد که در هر نسبت شکل، با افزایش عمق جریان میزان تنش برشی نیز افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش نسبت شکل، میزان تنش برشی به صورت معنی داری کاهش می یابد.