نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه سازه‌های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز
2 استاد، گروه سازه‌های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز
3 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
چکیده
روزنه‌های مستطیلی از جمله ابزاری هستند که در هیدرولیک به‌عنوان یک وسیله اندازه‌گیری دبی جریان مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر نسبت طول به عرض روزنه‌های راستگوشه با مساحت یکسان بر ضریب دبی میباشد، به‌طوری که یکی از روزنه‌ها با نسبت طول به عرض برابر 1.618 (نسبت طلایی) که در نظام طبیعت به فراوانی مشاهده می‌شود، ساخته شده تا ویژگی آن در تخلیه دبی تحت بار آبی مختلف بررسی شود. بنابراین، آزمایش‌ها بر روی پنج روزنه راستگوشه که نسبت طول به عرض آنها بین یک تا 16 متغیر بوده انجام شد. همچنین، مقایسه‌ای بین روزنه‌های مستطیلی با روزنه دایره‌ای شکلِ هم مساحت با روزنه‌های راستگوشه انجام پذیرد. در نتیجه، تعداد 94 آزمایش در محدوده دبی 0.136 الی 0.637 لیتر بر ثانیه بر روی روزنه‌ها انجام گرفت. در این پژوهش، رابطهای با عنوان ضریب تصحیح توزیع فشار برای روزنه‌ها ارائه شده است تا تأثیر توزیع غیرهیدرواستاتیک فشار بر ضریب دبی در بارهای آبی کم دیده شود. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت طول به عرض، ضریب دبی روزنه راستگوشه به‌طور عمومی افزایش مییابد به‌طوری که با تغییر نسبت طول به عرض در بازه مذکور، ضریب دبی روزنه‌ها به مقدار 11.7 درصد تغییر میکند. همچنین، نتایج آزمایش‌ها نشان داد که مستطیل طلایی ویژگی خاصی از نظر تخلیه دبی نداشته و ضریب دبی روزنه دایره‌ای شکل در محدوده انجام آزمایشات تحقیق حاضر برابر با کمترین ضریب دبی در روزنه‌های راستگوشه است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Technical Note: The effect of the ratio of length to width of rectangular orifices on discharge coefficient
نویسندگان [English]
- Puria Asiaban 1
- Manoochehr Fathi Moghadam 2
- Sajad Kiani 1
- Ahmad Hosseini 3
1 PhD Student, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
2 Professor, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
3 Assistant Profess, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
چکیده [English]
Rectangular orifices are considered as a common structure for discharge measurement in hydraulics. The purpose of the present research is to investigate the effect of the ratio of length to width of rectangular orifices with same surface area on discharge coefficient. Different rectangles are examined as orifice while the aspect ratio in one of them is equal to 1.618 (golden ratio). Golden ratio is a special number which can be frequently existed in nature and this study attempts to find the probable specialty of this ratio in hydraulics. So, the experiments were carried out on five rectangle orifices that the ratio of length to width of ones varied from 1 to 16. Also, a comparison between the discharge coefficient of rectangular and circular orifices is performed. Therefore, the number of 94 tests was conducted on the orifices in the discharge range of 0.136 - 0.637 L/s. A mathematical relation is developed as pressure distribution coefficient in order to account the effect of non-hydrostatic pressure distribution under low head condition. Results of the experiments showed that the increasing of aspect ratio generally leads to increase discharge coefficient so that discharge coefficient of orifices with variation of the ratio of length to width changes about 11.7%. Furthermore, it is illustrated that golden ratio doesn’t have any specialty in flow evacuation and the discharge coefficient of circular orifices is equal to minimum discharge coefficient of rectangular orifices.
کلیدواژه‌ها [English]
- Circular orifices
- Discharge measurement
- Golden ratio
- Hydraulics
- Pressure correction coefficient
)