research centers


Search results: Found 2

Listing 1 - 2 of 2
Sort by

Article
Improving the hydraulic performance of single step broad-crested weirs

Authors: Saleh J. S. Shareef --- Inam A. K. Juma --- Hamid H. Hussein
Journal: Iraqi Journal of Civil Engineering المجلة العراقية للهندسة المدنية ISSN: 19927428 Year: 2011 Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-12
Publisher: University of Anbar جامعة الانبار

Loading...
Loading...
Abstract

Abstract

In this study the hydraulic performance of single step broad-crested weir was improved. Through analyzing the parameters that have effect on the shape of the step and its influence on the flow characteristics, and energy dissipation percent (E%) downstream (D/S) of the weir. The differential equation of gradually varied flow for the water surface profile over the weir was solved analytically .Furthermore, empirical relations for E% and discharge coefficient (Cd) due to the affecting factors were derived .The results showed that the weir model when the ratio of the length of D/S step to the length of the weir L2/L1=0.5 gives a higher E% in comparison with other weir models. Three types of flow regimes were observed, nappe flow below 350 cm3 /s/cm, transition flow 350-700 cm3/s/cm and skimming flow upper than 700 cm3/s/cm . The comparison between calculated values by the differential equation of gradually varied flow and experimental values gives a good agreement, the maximum difference is about 7%.Two empirical relations were obtained, the first to estimate Cd in terms of the ratio for upstream U/S water head to U/S weir height H/P1 and L2/L1. While the second relation to estimate E% in terms of the ratio for D/S water head to U/S weir height h/P1, L2/L1 and the Froude number Fr2 with a high correlation coefficient .
Key words: Hydraulics; weirs ; performance ; dissipation energy.

Keywords


Article
Flow Characteristics and Energy Dissipation Over Single Step Broad – Crested Weirs
خصائص الجريان وتبديد الطاقة فوق الهدارات مفردة الدرجة ذات القمة العريضة

Loading...
Loading...
Abstract

ABSTRACT The main purpose of traditional broad - crested weir is to rise and control upstream (U/S) water level. In this study a new performance was added to this weir, by making it as an energy dissipater. In order to study the energy dissipation percent (E%), the downstream (D/S) height of the weir (12 cms U/S height) was reduced four times as 9.8,8,6and3.8cms.Thirty experiments were performed in a laboratory horizontal channel of 12 m length, 0.5 m width and 0.45 m depth for a wide range of discharge. A mathematical model to compute theoretical coefficient of discharge (Cdth) was modified depending upon momentum equations. Experimental results gave a high validity to the computed values of the proposed model. On the other hand, three empirical non dimensional relations were obtained. The first is liner relation to estimate the ratio for D/S water head to U/S weir height (h/P1) in terms of the ratio for U/S water head to U/S weir height (H/P1). The second relation is nonlinear relation to estimate the discharge coefficient (Cd) in terms of H/P1 and the ratio of D/S weir height to U/S weir height (P2/P1). While the third relation is to estimate E% in terms of h/P1and P2/P1 with high correlation coefficients. The experimental results of the study showed that E% increased up to 46%. Furthermore, Cd was improved and gets higher values in comparison with traditional weirs. Key words: Hydraulic structure; Broad crested weirs ; Energy dissipation.

ملخـــص إن الغرض الرئيسي من الهدار ذو القمة العريضة التقليدي هو رفع مستوى الماء والسيطرة عليه في مقدم الهدار . في هذه الدراسة تم أضافة أداء جديد لهذا الهدار من خلال تبديده لطاقة جريان الماء.ولدراسة نسبة تبديد طاقة الجريان (E% )تم تخفيض منسوب مؤخر سطح الهدار(والذي ارتفاعه في المقدم 12سم) أربعة مرات وبمناسيب3.8,6,8,9.8 سم. تم اختبار ثلاثين تجربة في قناة مختبرية افقية ذات طول 12م وعرض0.5 م وعمق 0.45 م ولمدى واسع من التصاريف. تم اشتقاق علاقة رياضية لحساب معامل التصريف النظري (Cdth) بالاعتماد على معادلات زخم الطاقة ، وأعطت النتائج المختبرية تطابق جيد مع القيم المحسوبة بهذه المعادلة . من جانب أخر تم أستنباط ثلاث علاقات وضعية لابعدية. الأولى علاقة خطية لحساب ( h/P1) بدلالة ( H/P1 ). أما العلاقة الثانية فكانت غير خطية لحساب Cd بدلالة نسبة عمق الماء مقدم الهدار الى ارتفاع الهدار في المقدم (H/P1 ) ونسبة ارتفاع مؤخر الهدار الى ارتفاع الهدار في المقدم (P2/P1 ). و كانت العلاقة الثالثة غير خطيه أيضا لحساب E% بدلالة نسبة عمق الماء مؤخر الهدار الى ارتفاع الهدار في المقدم (h/P1) ونسبة ارتفاع مؤخر الهدار الى ارتفاع الهدار في المقدم (P2/P1 ) وبمعاملات ارتباط عالية . أظهرت النتائج المختبرية لهذه الدراسة بأن E% أزدادت بنسبة 46% . بالاضافة الى ذلك تحسن أداء هذا النوع من الهدارات حيث أزدادت قيم معامل التصريف Cd مقارنة مع الهدار ذو القمة العريضة التقليدي .

Listing 1 - 2 of 2
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (2)


Language

Arabic and English (1)

English (1)


Year
From To Submit

2011 (1)

2010 (1)