122 Al-Khwarizmi Engineering Journal Al-Khwarizmi Engineering Journal, Vol. 4, No. 4, PP122-129 (2008) تأثٍر زٔاٌا االَفراج نًُشآث تحٌٕم انًمطع عهى انُحر انحاصم فً يؤخر انًُشأ ْاديسٕسٍ حسٌٕ يحًذ كرٌى خهف اٌغبِعخ اٌزىٌٕٛٛع١خ/ لغُ ٕ٘ذعخ اٌجٕبء ٚاالٔشبءاد (Received 4 April 2007; accepted 13 April 2008) انخالصت احذ اُ٘ إٌّشآد ا١ٌٙذس١ٌٚى١خ اعزخذاِب ٌٍغ١طشح عٍٝ عشعخ عش٠بْ اٌّبء وّب رغبعذ فٟ ( Transition Structures ) رعزجش ِٕشآد رح٠ًٛ اٌّمطع فٟ اٌجحش اٌحبٌٟ رُ اعزخذاَ عجعخ . رم١ًٍ ع١ٍّخ إٌحش فٟ ِؤخش إٌّشؤ عٍّبً اْ ٕ٘بن فٟ إٌّشآد ا١ٌٙذس١ٌٚى١خ ِٕشؤ رح٠ًٛ فٟ اٌّمذَ ٚآخش فٟ اٌّؤخش ربص١ش ٚاظح (Froud Number)ِٚٓ رح١ًٍ إٌزبئظ رج١ٓ اْ ٌشلُ فشاٚد ° 90ٚ ° 10 ّٔبرط ِخزجش٠خ ٌّٕشآد رح٠ًٛ اٌّمطع ٚثضٚا٠ب أفشاط ِخزٍفخ ث١ٓ عٍٝ عّك إٌحش اٌحبصً ٚاْ اٌزصبس٠ف اٌعب١ٌخ رغبعذ فٟ ص٠بدح ٔغجخ غٛي إٌحش اٌٝ عّمٗ ، ٌٚغشض اخز١بس افعً صا٠ٚخ أفشاط ٌّٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع رج١ٓ .رحمك الصٝ لذسح رصش٠ف ٚالً غٛي ٌٍّٕشؤ ٚوزٌه الً عّك ٌٍٕحش ِع صجبد اٌعٛاًِ االخشٜ اٌّؤصشح عٍٝ ع١ٍّخ إٌحش° 40 اْ صا٠ٚخ . ِٕشآد رح٠ًٛ اٌّمطع، سلُ فشاٚد، غٛي ٚعّك االٔغشاف، صا٠ٚخ اعشاف عٛأت إٌّشؤ: انكهًاث انًفتاحٍت :انًمذيت .1 ثبرذ (Scour) اْ اٌّشبوً اٌّشرجطخ ثبٌزعش٠خ ٚاالٔغشاف ِعشٚفخ فٟ إٌّشآد اٌّبئ١خ ، فبٌزعش٠خ ٟ٘ أغشاف عض٠ئبد اٌزشثخ ِـٓ ِح١طٙب ثٛاعطخ ر١بس ِبئٟ ٚحذٚس رغ١شاد ِّٙخ فٟ شىً ٚخٛاص اسظ١خ اٌغش٠بْ ثغجت ع١ٍّخ إٌحش ٚخبصخ فٟ ٚلذ رحصً (Outlet Structures)ِؤخشح ِٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع ٘زٖ اٌظب٘شح ٔز١غخ خ١بساد رص١ّ١ّخ غ١ش ِٕبعجخ ِٕٙب صٚا٠ب أفشاط عٛأت إٌّشؤ (5) . ٌٚزفبدٞ ع١ٍّخ إٌحش الثذ ِٓ رحذ٠ذ ثعط اٌّزغ١شاد ا١ٌٙذس١ٌٚى١خ ِٕٙب عشعخ اٌغش٠بْ ٚصٚا٠ب االٔفشاط ٌغٛأت ِٕشآد ٚرمذ٠ش اٌضا٠ٚخ اٌّضٍٝ اٌزٟ رحمك الً ِغبحخ ِٓ إٌحش اي ٚرعطٟ اعٍٝ رصش٠ف ١ٌٍّبٖ ثبالظبفخ اٌٝ عضَ رغ١ش اٌّمطع ٚٔٛع١خ اٌزشثخ اٌّغزخذِخ (2) . ِّٚب الشه ف١ٗ اْ ٕ٘بٌه عاللخ ٚص١مخ ث١ٓ و١ّخ إٌحش اٌحبصٍخ ٚلذ أصت . فٟ ِخبسط ٘زٖ إٌّٔشآد ٚث١ٓ اٌشىً إٌٙذعٟ ٌٍّٕشؤ ا٘زّبَ اٌجحش اٌحبٌٟ عٍٝ ِعشفخ افعً صا٠ٚخ أفشاط ٌغٛأت ِٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع ِٓ ِغزط١ً اٌٝ ِمطع ِغزط١ً ثبثعبد اخشٜ ألً ٚاٌزٟ رحمك ألصٝ لذسح رصش٠ف١خ ٚألً غٛي ٌٍّٕشؤ ٚألً . عّك ٌٍٕحش اٌحبصً فٟ ِؤخش ٘زٖ إٌّشآد :انعًم انًختبري .2 فٟ اٌجحش اٌحبٌٟ رُ اعزخذاَ لٕبح ِخزجش٠خ ٚوّب ِٛظحخ ِع ّٔبرط ٌّٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع اٌّغزط١ً ( 1 )اثعبد٘ب ثبٌشىً اٌٝ ِمطع ِغزط١ً ثبثعبد أخشٜ ألً راد عٛأت رزغ١ش صٚا٠ب (ع75ُ)lٚثطٛي ِمطع ٌٍمٕبح (°90)اٌٝ (° 10 )أفشاعٙب ِٓ اٌّبس فٟ ٘زٖ اٌمٕبح (flow)ٚاٌزٞ ٠زبصش ثّمذاس ٚعشعخ اٌغش٠بْ اٌّخزجش٠خ (1) ٚلذ اعزخذَ اٌخشت اٌّعبوظ ٌعًّ ٘زٖ إٌّبرط . اٌّخزجش٠خ ٌٙزا إٌّٔشؤ ٚرُ رجط١ٓ االسظ١خ ثبٌشًِ االحّش ٌم١بط ف١ٙب اصٕبء ع١ٍّخ االخزجبس ( L,D)غٛي ٚعّك إٌحش اٌحبصً ٚثزصبس٠ف ِخزٍفخ عٍّب أٗ رُ اعزخذاَ اٌغذ اٌغبغظ اٌحبد (Sharp Crested Weir ) فٟ حغبة اٌزصبس٠ف . ٠ج١ٓ اعّبق اٌغش٠بْ ٚاٌزصبس٠ف اٌّشادفخ ٌٙب (1)ٚاٌغذٚي ف١ٛظح ٔغجخ غٛي االٔغشاف اٌٝ (2 )ٌغ١ّع اٌضٚا٠ب اِب اٌغذٚي رج١ٓ إٌزبئظ اٌّخزجش٠خ (2،3)ٌىً صا٠ٚخ ، ٚاالشىبي ( L/D)عّمٗ ( °90)اٌٝ (°10)ٌعّك ِٚٛلع إٌحش ٌىً حبٌخ ٚرٌه ٌٍضٚا٠ب ِٓ ف١ّب ٌٛ وبْ إٌّشؤ (scale effect )عٍّب اْ ٕ٘بن ربئ١ش ٚاظح حم١مٟ ١ٌٚظ ِخزجشٞ (7) . (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 123 ٔطٕنٍت نهمُاة انًختبرٌت يماطع افمٍت - 1- ل شك - 1 - جذٔل اعًاق انجرٌاٌ ٔانتصارٌف نجًٍع انسٔاٌا  deg B cm L cm Q m 3 /s Y1 cm Y2 cm Y3 cm h1 cm h2 cm h3 cm h4 cm h5 cm h6 cm h7 cm 10° 28 56.7 0.03 3.36 3.98 4.15 3.58 3.69 3.78 3.86 3.93 4.02 4.15 0.354 4.08 4.67 4.8 4.15 4.28 4.47 4.55 4.62 4.69 4.8 0.556 4.21 4.89 5.08 4.43 4.49 4.6 4.64 4.98 5.03 5.08 0.957 4.4 5.34 5.55 4.68 4.99 5.13 5.22 5.3 5.38 5.55 20° 28 27.5 0.094 3.55 3.98 4.33 3.8 3.86 3.93 3.98 4.16 4.23 4.33 0.564 4.28 4.81 5.09 4.52 4.63 4.71 4.81 4.03 5.04 5.09 1.42 4.64 5.23 5.54 5.00 4.90 5.11 5.17 5.39 5.50 5.54 1.844 5.3 5.77 6.4 6.64 5.0 6.16 5.77 6.03 6.26 6.4 30° 25.5 17.5 0.18 3.8 4.09 4.47 3.95 4.04 4.10 4.10 4.16 4.37 4.47 0.586 4.07 4.84 5.12 4.7 4.9 4.82 4.95 5.06 5.15 5.11 0.651 3.65 3.87 5.2 3.76 3.82 3.86 3.98 4.02 4.91 5.2 2.33 5.45 6.12 6.8 5.85 6.15 6.17 6.16 6.28 6.43 6.79 40° 25.5 12 0.012 3.32 3.67 4.08 3.56 3.6 3.64 3.67 3.87 3.96 4.07 0.28 3.97 4.31 4.73 4.22 4.31 4.42 4.53 4.6 4.67 4.72 0.66 4.08 4.94 5.21 4.8 4.87 4.9 4.98 5.11 5.19 5.21 2.116 5.01 5.7 6.63 6.1 6.18 5.75 5.7 6.03 6.37 6.63 50° 25.5 8.5 0.253 3.85 4.18 4.64 4.1 4.15 4.24 4.37 4.46 4.52 4.64 1.18 5.2 5.49 5.8 5.35 5.5 5.61 5.66 5.78 5.79 5.8 1.24 5.44 5.76 6.02 5.77 5.56 5.7 5.75 5.96 6.13 6.22 2.00 5.73 5.96 6.15 5.94 5.97 6.2 5.99 6.15 6.3 6.51 60° 25.5 5.8 0.06 3.49 3.79 4.25 3.71 3.76 3.9 4.1 4.2 4.22 4.25 0.87 4.88 5.12 5.54 5.1 5.1 5.1 5.2 5.4 5.51 5.54 1.2 5.18 5.5 5.92 5.4 5.51 5.42 5.7 5.81 5.89 5.92 1.67 5.51 5.67 6.4 5.9 5.61 5.96 6.0 6.2 6.3 6.4 90° 25.5 0.0 0.2 4.67 4.93 5.47 4.91 5.1 5.21 5.38 5.40 5.44 5.47 0.585 3.9 4.14 4.7 4.11 4.26 4.35 4.54 4.6 4.66 4.7 1.828 5.07 5.4 5.98 5.6 5.71 5.89 5.98 5.94 5.95 5.98 2.466 6.0 5.95 7.1 5.9 6.82 6.7 6.9 6.99 7.0 7.1 (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 124 º(10º ،20º،30º،40) طٕل ٔعًك االَجراف نهسٔاٌا -2-شكم (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 125 º(50º،60º،90) طٕل ٔعًك االَجراف نهسٔاٌا -3-شكم (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 126 : انتحهٍم انُظري .3 ٌغشض ل١بط اٌزصبس٠ف اٌّغزخذِخ ِخزجش٠ب رُ اعزخذاَ ( : 3)ِعبدٌخ اٌغذ اٌغبغظ اٌزب١ٌخ ح١ش اْ Q = اٌزصش٠ف(َ 3 (صب/ B= (عُ)عـشض اٌغـذ اٌغـبغـظ H = عّك اٌّبء اٌفّعبي (ِزش) Cd = ِعبًِ اٌزصش٠ف ٚاٌزٞ رُ ا٠غبد ل١ّزٗ ِخزجش٠ب ( 0.6 )٠ٚغبٚٞ ( Froud Number) ٚرُ اعزخذاَ اٌّعبدٌخ اٌزب١ٌخ ٌشلُ فشاٚد : ٚثبٌص١غخ اٌزب١ٌخ ح١ش اْ Fr =سلُ فشاٚد V1 = (صب/َ)ِعذي اٌغشعخ Y1 = لجً ِٕشؤ رحٛصً ( ع25ُ)عّك اٌّبء عٍٝ ثعذ . اٌّمطع ٚٔغجـخ غٛي ِٛلع ٠Frٛظح ل١ــُ فشٚاد (2)ٚاٌغذٚي ٌضٚا٠ب أفشاط ِخزٍفخ ٌغٛأت ( L/D)االٔغشاف اٌٝ عّمــٗ ٠ج١ٓ اعّبق اٌغش٠بْ عٍٝ غٛي إٌّشؤ ( 4 )إٌّٔشؤ اِب اٌشىً .ٌٚغ١ّع اٌزصبس٠ف ٚاٌضٚا٠ب اٌزٟ اعزّذد فٟ اٌجحش - 2– جذٔل . لٍى رلى فرأد َٔسبت طٕل االَجراف انى عًمّ نجًٍع انسٔاي  انسأٌت (deg) H عًك انًٍاِ (m) A يساحت انًمطع A=B.H (m 2 ) Q انتصرٌف (m 3 /s) يعذل انسرعت V=Q/A (m/s) Fr رلى فرٔد L طٕل انُحر (cm) D عًك انُحر (cm) L/D 10° 1.54 0.431 0.03 0.07 0.122 6.3 0.2 31.5 8.00 2.24 0.354 0.158 0.25 4.6 0.43 10.7 10.8 3.024 0.556 0.183 0.28 10.0 0.54 18.5 15.5 4.34 0.957 0.220 0.335 8.0 0.6 13.3 20° 3.302 0.924 0.094 0.101 0.171 9.0 0.2 45 10.902 3.052 0.564 0.184 0.284 11.0 0.35 31.43 15.4 4.312 1.42 0.329 0.487 9 0.45 20 24.014 6.724 1.844 0.27 0.380 13.0 0.4 32.5 30° 4.7 1.198 0.18 0.150 0.245 8.3 0.9 9.22 11.2 2.856 0.586 0.205 0.324 10.0 1.8 5.5 12.0 3.06 0.651 0.213 0.356 6.2 0.7 8.9 28.0 7.14 2.33 0.326 0.446 12.5 2.0 6.25 40° 0.8 0.204 0.012 0.050 0.107 6.5 0.24 27.1 7.3 1.8615 0.28 0.150 0.240 6.0 0.36 16.6 12.1 3.085 0.66 0.213 0.336 8.5 1.2 7.1 26.32 6.711 2.116 0.315 0.449 13.0 2.25 5.7 50° 6.4 1.632 0.253 0.155 0.252 6.0 0.9 6.6 18.0 4.59 1.18 0.257 0.36 12.0 1.5 8.0 22.2 5.166 1.24 0.219 0.30 19.5 2.83 6.9 25.3 6.451 2.00 0.31 0.413 29.0 4.09 7.1 60° 2.5 0.637 0.06 0.094 0.16 5.0 0.3 16.7 15.4 3.927 0.87 0.22 0.32 10.0 0.8 12.5 19.2 4.896 1.2 0.245 0.343 19.0 1.22 15.5 24.0 6.12 1.67 0.273 0.37 25.0 3.4 7.35 90° 4.7 1.198 0.2 0.167 0.246 4.6 1.3 3.53 7.0 1.785 0.585 0.328 0.53 4.0 0.64 6.25 19.8 5.05 1.828 0.362 0.38 19.0 2.67 7.11 31.0 7.905 2.466 0.312 0.406 21 3.1 6.77 )1...(2 3 2 2 3  BHgCdQ )2...(/ 1  gyVFr (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 127 اعًاق انجرٌاٌ عهى طٕل انًُشأ ٔنجًٍع انتصارٌف- 4– شكم (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 128 : انُتائج ٔانًُالشت .4 ِـٓ رح١ًٍ ٔزبئظ االٔغشاف ٚاٌحبصً فـٟ ِؤخـشح ِٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع ٌٚضٚا٠ب أفشاط ِخزٍفخ رُ رحذ٠ذ اٌحبٌخ اٌزص١ّ١ّخ اٌّفّعٍخ ٚاٌزٟ رعطٟ الً ِغبحخ ِّىٕخ ِٓ االٔغشاف الوجش رصش٠ف ٚاغٛي فزشح رشغ١ً لجً اٌٛصٛي اٌٝ اعظُ أغشاف . صبثذ ٚثعجبسح اخشٜ فبْ اٌزصبس٠ف اٌعب١ٌخ رغجت فٟ رم١ًٍ ل١ُ عّك ٠ٚظٙش ِـٓ . اٌغش٠بْ لجً ثذا٠خ إٌّشؤ ثعىظ اٌزصبس٠ف اٌم١ٍٍخ إٌزبئظ أٗ وٍّب صاد أفشاط صا٠ٚخ عٛأت إٌّشؤ ٌٍّٕٛرط اٌّخزجشٞ ٠الحـظ ص٠بدح فٟ حغُ إٌحش غٛال ٚعّمب ح١ش ثٍغ الصٝ غٛي ٌٗ . (عُ 4.7) ٚثعّك (ع27ُ)٘ٛ (°90)فٟ صا٠ٚخ ٠ٚظٙش (° 40)ٚإٌّٛرط االوفؤ ٘ٛ اٌزٞ ٠زحمك عٕذ اٌضا٠ٚخ ٚعّمٗ (ع8.5ُ)ف١ٙب عٕذ االخزجبس اْ غٛي إٌحش اٌحبصً ٘ٛ ٚ٘زٖ ٟ٘ افعً (صب/ ٌزش6.3)عٕذ غبلخ رصش٠ف١خ رجٍغ ( ع1.2ُ) إٌزبئظ اٌـّزحممخ ِمبسٔـخ ِع ٔزبئظ اٌضٚا٠ب االخشٜ وّب اْ ٔغجخ ٠Frمً ِع ص٠بدح سلُ فشاٚد (L/D)غٛي إٌحش اٌٝ عّمٗ ٌّشحٍخ ِع١ٕخ ِٓ اٌزصبس٠ف ثعذ٘ب ٠ضجذ ثشىً رمش٠جٟ ٚ٘زا (. 2)ٚاظح فٟ اٌغذٚي : االستُتاجاث. 5 ِٓ رح١ًٍ ِٕٚبلشخ إٌزبئظ اٌّخزجش٠خ ٌحبالد االٔغشاف اٌزٟ رحصً عبدح فٟ اسظ١خ اٌمٕٛاد اٌزشاث١خ ٚرٌه فٟ ِؤخشح ِٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع ٌٚضا٠ٚب أفشاط ِزغ١شح ٌغٛأت إٌّشؤ رُ اٌزٛصً :- اٌٝ االعزٕزبعبد اٌزب١ٌخ °( 40)اْ افعً صا٠ٚخ أفشاط ٌغٛأت إٌّٔشؤ ٟ٘ اٌضا٠ٚخ .1 ح١ش حممذ الً غٛي ٚالً عّك ٌالٔغشاف فٟ ِؤخشح إٌّشؤ عٍٝ اٌزٛاٌٟ (ع1.2ُ)ٚ ( ع8.5ُ)ٚثم١ُ ِخزجش٠خ ثٍغذ . (صب/ ٌزش6.3 )ٚرحذ رصش٠ف ِمذاسٖ رزغ١ش (L/D )اْ ِمذاس ٔغجخ غٛي االٔغشاف اٌٝ عّمٗ .2 ثشىً عبَ ثعاللخ عىغ١خ ِع ل١ُ فشاٚد ٌٚغ١ّع اٌحبالد إال .اْ ِمذاس شذح اٌزغ١ش ٠ضداد غشد٠ب ِع ل١ّخ صا٠ٚخ االٔفشاط :لائًت انريٕز. 6 وانتصرٌف 3 Q ثا / h عُعّك اٌّبء فٟ اٌمٕبح عّك اٌّبء فٛق اٌحبفخ اٌحبدح ٌٍغذ اٌغبغظ َ H ( ع25ُ)عّك اٌّبء عٍٝ ثعذ لجً إٌّشؤ Y1عُ Y2عُ عّك اٌّبء فٟ ٔٙب٠خ إٌّشؤ (ع20ُ)عّك اٌّبء عٍٝ ثعذ لجً حبفخ اٌغذ اٌغبغظ Y3عُ Dعُ عّك إٌحش Lعُ غٛي إٌحش θدسعخ صا٠ٚخ االٔفشاط ٌغذساْ إٌّشؤ Bعُ عشض اٌغذ اٌغبغظ lعُ غٛي ِٕشؤ رح٠ًٛ اٌّمطع Cd ـــ ِعبًِ اٌزصش٠ف Vصب / َ ِعذي اٌغشعخ عُِغبحخ ِمطع اٌمٕبح 2 A Frـــ سلُ فشاٚد : انًصادر. 7 [1] A .J . Aisenbrey , Jr. , 1978 , “ Design of Small Canal Structure", United States , Department of the Interior , Bureau of Reclamation . [2] Doddial , D. , 1967 , “ Scour Below Submerged Solid Bucket – Type Energy Dissipators “ , proceedings 12 th Congress International Association for Hydraulic Research , Fort Collins , U . S . A . , Vol. 3 , paper No. C13 , PP. 105 – 116 . [3] RANald V . Giles , 1976 , “ Fluid Mechanics and Hydraulics “ . , Mc Graw – Hill Book Company . [4] RAID S . I . AL – Naqar , 1996 , “Local Scour Downstream of Chute Structures “ . , University of Technology , Iraq . [5] Vanoni , V . A . , ( Editor ) , 1977 , “Sedimentation Engineering “ , ASCE , Manual and Reports on Engineering Practice – No . 25 , New York , U . S . A . . [6] John A. Robeson,M Hanif chaudhry and John J. cassidy, 1995," Hydraulic Engineering ", chapter 7, U.S.A. [7] P.NOVAK, A.I.B. Moffat, C.Nalluri and R.Narayanan,2003,3 rd ed ition, chapter 8, U.S.A. (2008 )129-122، صفحت 4، انعذد 4 يجهت انخٕارزيً انُٓذسٍت انًجهذ سٕسٍ حسٌٕ يحًذ 129 Effect of Flaring Angle of Transition Structure On the Scouring of outlet structure Sawsan H. Muhammed and Karem Khalaf Hadi Department of Building and Construction Engineering/ University of Technology Abstract The transition structure is considered as the most important hydraulic structure controlling the w/s transtion, morever it decrease the scouring of outlet structure. seven experiment samples for transition structure was used in this research at different angles ( 10° - 90° ). It was shown that froud number has a clear effect on the depth of the scouring, morever the high discharge rates cause an increase of the ratio between the length of the scour and its depth. In order to select the best flaring angle it was shown that the angle of 40° has the most discharge rate, least structure length and least angle scour depth, with the firmly of the other factors affecting the scouring of outlet structure.