Abstract
In this study, an integrated measurement and control facility with an airfoil weir as the primary overcurrent structure is proposed by considering the flow characteristics over different shapes of weir trough facilities as well as the approach of merging measurement and control functions. The incomplete self-similarity theory and dimensional analysis are used to derive the stage-discharge relationship. The hydraulic characteristics of the facility under different shape-related parameters, weir crest heights (rotation angles), and flows are studied by combining model testing and numerical simulation. The findings demonstrate that changes in shape- related parameters and rotation angle do not affect the linear relationship between the water depths in the critical and reference sections. The mean error in the discharge formula derived by dimensional analysis is 2%. The Froude number is less than 0.25 under all the working conditions. From the backwater height and head loss, it can be seen that the larger the P/C (the maximum airfoil thickness P to the chord length C ratio) value of the facility under the premise of unifying the weir crest height, the better the overflow capacity. When the height of the weir crest is 0.3778 m, the negative pressure on the surface of the airfoil weir increases with increasing P/C value.
Résumé
Dans cette étude, une installation intégrée de mesure et de contrôle avec un déversoir à profil d’aile comme structure primaire de surintensité est proposée compte tenu des caractéristiques d’écoulement sur différentes formes d’installations de bassin de déversement ainsi que l’approche de fusion des fonctions de mesure et de contrôle. La théorie de l’auto-similarité incomplète et l’analyse dimensionnelle sont utilisées pour déduire la courbe des débits jaugés. Les caractéristiques hydrauliques de l’installation sous différents paramètres liés à la forme, la hauteur des crêtes de déversoirs (angles de rotation) et les écoulements sont étudiées en combinant des essais sur modèle et une simulation numérique. Les résultats démontrent que les changements dans les paramètres liés à la forme et l’angle de rotation n’affectent pas la relation linéaire entre les profondeurs d’eau dans les sections critiques et de référence. L’erreur moyenne dans la formule de débit dérivée de l’analyse dimensionnelle est de 2%. Le nombre de Froude est inférieur à 0,25 dans toutes les conditions de fonctionnement. De la hauteur du remous et de la perte de charge, on peut constater que plus la valeur P/C (rapport entre l’épaisseur maximale de profil d’ail P et la longueur de la corde C) de l’installation est élevée sous le principe de l’unification de la hauteur de la crête du déversoir, meilleure sera la capacité de débordement. Lorsque la hauteur de la crête du déversoir est de 0,3,778 m, la pression négative à la surface du déversoir à profil d’ail augmente avec l’augmentation de la valeur P/C.
Irrigation and Drainage, EarlyView. Read More