Flow Characteristics in Vertical Shaft Spillway with Varied Inlet Shapes and Submergence States

Abstract

المطفح المائي هو منشأ هيدروليكي يقوم بتصريف المياه الزائدة، خاصة أثناء الفيضانات من أعلى مجرى السد إلى أسفله. يتم استخدام مجرى التدفق في بعض الأحيان عند توفر مساحة محدودة. في هذه الدراسة، تم دراسة أربعة نماذج فيزيائية للمطفح العمودي بأشكال حواف مختلفة لدراسة خصائص الجريان للمطفح العمودي. كل حالة تعتمد على ثلاثة ارتفاعات للماء الذيلي: (حر، شبه مغمور ومغمور بالكامل). أظهرت النتائج وجود حالتين للجريان عند مدخل المطفح اعتمادًا على عمق الماء في المقدمة؛ جريان السد الغاطس عند التصاريف المنخفضة عندما تكون نسبة عمق الماء إلى قطر العمود H / D أقل من 0.5. وجريان الفتحة الحادة عندما تكون نسبة H / D أكبر من 0.5. في نظام جريان السد الغاطس للحالة المغمورة، ينخفض عمق الماء عند المنبع (H) بنسبة (6٪) مقارنة بالجريان الحر. عند استبدال أشكال المدخل، ينخفض العمق (H) بنسبة (40٪) في جريان السد الغاطس، و (13٪) في جريان الفتحة الحادة. في جريان السد الغاطس، تنخفض قيم معامل التصريف عندما يزيد طول الحافة، وترتفع القيم عند الحالة المغمورة. أثناء جريان الفتحة الحادة، تزداد قيم Cd عندما يزداد طول الحافة وتحدث القيم الأعلى عند الحالة شبه المغمورة. يزداد تصريف المطفح عندما يزيد طول حافة المدخل وفي الحالة المغمورة.