Xây dựng công thức xác định hệ số khả năng tháo cho tràn piano chảy tự do
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
XÂY DỰNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHẢ NĂNG
THÁO CHO TRÀN PIANO CHẢY TỰ DO
Lê Văn Nghị, Đoàn Thị Minh Yến
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
Tóm tắt: Tràn piano (PKW) là tràn kiểu mới được nghiên cứu, phát triển, ứng dụng mạnh mẽ
trong 20 năm gần đây. Đến nay đã có nhiều nghiên cứu trong xác định cấu tạo của tràn, xác định
các yếu tố hình học chính, yếu tố thủy lực chính ảnh hưởng đến khả năng tháo qua PKW. Tuy
nhiên việc thiết lập công thức xác định khả năng tháo qua PKW vẫn còn rời rạc. Các công thức
đã công bố tiếp cận theo các giới hạn của tỷ lệ hình học cấu tạo tràn và loại tràn (A, B, công xôn
1 đầu hoặc 2 đầu) mà không tiếp cận theo các trạng thái chảy qua PKW nên có độ chính xác thấp.
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết lập công thức xác định khả năng tháo qua tràn piano
phân theo các trạng thái chảy từ số liệu thí nghiệm trên mô hình vật lý. Công thức xây dựng có sai
số dưới 12,5% so với kết quả thí nghiệm của nhiều tác giả, phù hợp để tính toán trong thực tế.
Từ khóa: Khả năng tháo, Tràn Piano, Mô hình thí nghiệm vật lý
Summary: Piano Key Weir (PKW) is a new spillway type that has been researched, developed
and strongly applied in the last 20 years. To date, there have been many studies in the
determination of the structure, determining the main geometric elements, the key hydraulic factors
affecting to the discharge capacity of PKW. However, the establishment of the formula for
determining the discharge capacity is still discrete. The published formulas have accessed to the
limits of the geometry and types ( type A, type B, console 1 or 2 sides) without accessing to the
state of flow through the spillway. So that these formulas have not reached to strictly accuracy.
The paper is presented the research results of establishing the formula of determination the
discharge capacity by flow states, from experimental data on physical models. The author's
formula has a error of less than 12.5% compared to the results of many authors' experiments and
is suitable for practical calculations.
Keywords: Discharge capacity, Piano key weir, physical experimental model.
1. MỞ ĐẦU*
quan tâm, nghiên cứu, áp dụng cho công trình
thủy lợi, thủy điện trên thế giới và ở Việt Nam.
Tràn piano là hình thức công trình tháo lũ kiểu
mới, với đường tràn zic zắc cho năng lực tháo
lớn hơn từ 4÷5 lần so với tràn truyền thống khi
có cùng chiều rộng tràn, cột nước tràn, mà
không làm tăng diện tích mặt bằng công trình.
Đây là một giải pháp hiệu quả nhằm tăng khả
năng xả cho các công trình tháo có điều kiện
mặt bằng hẹp hoặc trong nâng cấp các công
trình đã có. Do đó PKW đang ngày càng được
Những tràn kiểu phím piano đầu tiên được xây
dựng tại Pháp, như tràn đặt trên đỉnh đập
Golours (Laugier, 2006), đập St Marc (2008),
đập Etroit (2009); đập Gloriettes (2010) và đập
Malarce (2011); tràn xả lũ thủy điện Sawara
Kuddu, Ấn Độ (2005); tràn xả lũ của đập đá đổ
Dartmouth trên sông Mitta Mitta, Australia
(2013); tràn bên trên nền địa chất yếu của đập
Ngày nhận bài: 02/5/2019
Ngày duyệt đăng: 12/6/2019
Ngày thông qua phản biện: 10/6/2019
1
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
tổng chiều dài ngưỡngtràn theo đườngzíc zắc của
toàn bộ tràn là L=n.Lu; tổng chiều rộngthoát nước
theo chiều vuông góc với trục dòng chảy là
W=n.Wu nên hệ số chiều dài đường tràn N của
tràn cũng chính là hệ số chiều dài đường tràn của
đơn phím, N=L/W= Lu/Wu= (Wu+2B)/Wu, (Hình
1, Hình 2). Để hài hòa giữa bài toán kinh tế và
hiệu quả tháo, trị số N của piano nên trong khoảng
từ 4÷6 [3], tương đương 2B=(3÷5)Wu.
đất sét Ramdane Djamel ở Đông Bắc An-giê-ri
(2012)… Ở Việt Nam đã có một số công trình
áp dụng kiểu tràn PKW như Thủy điện Đăk Mi
4B, Đăk Mi 2, Đăk Mi 3 (Quảng Nam, 2010);
Thủy điện Vĩnh Sơn 3, đập dâng Văn Phong
(Bình Định, 2011); Thủy điện Xuân Minh
(Thanh Hóa, 2013); Hồ chứa nước Đạ Sị (Lâm
Đồng, 2018).
Các công trình trên là kết quả ứng dụng từ các
nghiên cứu của nhiều tác giả, nhóm nghiên cứu:
HydroCoop, Điện lực Pháp, Đại học Biskra (An
giê ri), Đại học Roorkee (Ấn Độ) từ những năm
1999÷2002, F. Lempérière và cs (2003÷2011),
A.Noui & A.Ouamane (2011), G.M.Cicero &
J.R.Delisle (2013), S. Erpicum và cs (2014).
Nghiên cứu về PKW tại Việt Nam có các tác giả
như Trương Chí Hiền, Trần Hiếu Thuận (2004),
M. Hồ Tá Khanh, Nguyễn Thanh Hải và cs
(2010÷2018), Lê Văn Nghị, Đoàn Thị Minh
Yến và cs (2012÷2019).
Hình 1: Cấu tạo đơn vị tràn tràn piano
2.2. Cấu tạo dòng chảy qua tràn piano
Dòng chảy qua tràn piano gồm 3 phần tương
ứng với cấu tạo hình học dạng zic zắc của
ngưỡng, (Hình 3):
2. CẤU TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM DÒNG CHẢY
QUA TRÀN PIANO
- Phần 1: dòng chảy tràn qua tường thượng lưu
phím nước ra, chiều dài tràn nước là L1;
2.1. Cấu tạo hình học tràn piano
- Phần 2: dòng chảy tràn qua tường hạ lưu của
phím nước vào, chiều dài tràn nước là L2;
Đến nay tràn piano được phân thành 05 loại [11].
Ở Việt Nam, trong tiêu chuẩn [5] tràn piano được
chia thành 02 loại là loại công xôn 1 đầu (PK1-
loại B) và côngxôn 2 đầu (PK2-loại A) nhằm khái
quát hóa hơn về tràn loại A và B.
- Phần 3: dòng chảy tràn qua thành bên của các
phím, chiều dài tràn nước là L3.
Khi cột nước tràn thấp (H nhỏ), dòng chảy bám
theo toàn đường zic zắc, có thể coi chiều dài
tràn nước là tổng đại số của 3 thành phần
L=L1+L2+L3 và L1Wo; L2Wi; L32B.
Tràn piano được bố trí gồm một hoặc nhiều đơn
vị tràn (đơn phím). Mỗi đơn phím gồm 1 phím
nước vào và 1 phím nước ra nhưng để đảm bảo
tính đối xứng dòng chảy, thường nghiên cứu và
bố trí đơn phím gồm 1 phím nước vào và 2 nửa
phím nước ra hoặc ngược lại.
Tuy nhiên khi cột nước tràn cao (H lớn), dòng
qua phần 1 lấn dần sang phần 3; một phần dòng
chảy cuối phần 3 bị hạn chế bởi hiện tượng ứ
nước do giao thoa của hai dòng bên cùng đổ
xuống phím nước ra, ranh giới ảnh hưởng này
được xác định là tỷ lệ cột nước tràn trên chiều
rộng phím nước ra H/Wo=0,5 [4], làm giảm khả
năng thoát nước qua phần 3. Do đó việc coi
chiều dài thoát nước qua tràn là tổng đại số của
3 thành phần hình học L1, L2, L3 là không còn
Coi chiều rộng phím tính đến tim tường vách
ngăn thì các thông số cấu tạo của đơn phím gồm:
chiều rộng Wu=Wi+Wo; chiều dài theo dòng chảy
của thành phím là B; tổng chiều dài ngưỡng theo
đường zic zắc là: Lu= Wu+2B; hệ số chiều dài
đường tràn N=Lu/Wu.
Mở rộng ra với toàn bộ tràn có n đơn phím, ta có
2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
phù hợp.
Hình 3: Các thành phần dòng chảy qua PKW
a. Cấu tạo mặt bằng
1. Một là xác định trực tiếp lưu lượng tháo Q
qua tràn bằng cách xác định hệ số tháo (Cd).
Trong đó Q được tính theo 2 dạng công thức:
+ Theo dạng công thức của tràn thực dụng:
Phần lớn các nghiên cứu xác định lưu lượng qua
PKW theo dạng công thức của tràn thực dụng
với chiều dài tràn nước là chiều dài đường zic
zắc L (1) hoặc chiều rộng tràn W (2), (3).
Q=C .L. 2gH3/2;
ꢀ
(a)
(b)
(c)
d1
b. Cắt ngang tràn chảy tự do
Q=C .W. 2gH3/2
ꢀ
Hình 2: Cấu tạo tràn piano
d2
Q=C .W.H. 2gP;
ꢀ
ꢁꢂ
3. MỘT SỐ CÔNG THỨC THỰC NGHIỆM
XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÁO QUA PKW
+ Theo dạng công thức của tràn thành mỏng:
Theo đó, lưu lượng qua PKW là tổng đại số của
3 thành phần dòng chảy qua tường thượng lưu
qu, tường bên qs và tường hạ lưu qd:
3.1. Các dạng công thức tính khả năng tháo
Do cấu tạo hình học phức tạp, dòng chảy qua tràn
gồm nhiều thành phần nên việc thiết lập côngthức
tính lưu lượng tháo qua tràn piano cũng đa dạng
hơn tràn truyền thống, được tiếp cận theo 2
hướng:
q=qu +qs+qd.
(d)
Công thức dạng (4) chỉ phù hợp với KW có cột
nước tràn nhỏ, khi cột nước tràn lớn, ranh giới
giữa 3 thành phần dòng chảy khó phân biệt rõ
ràng như phân tích trên mục 2.2 nên sẽ cho sai
số lớn, có rất ít nghiên cứu áp dụng dạng này.
2. Hai là xác định gián tiếp: thông qua hệ số
hiệu quả tháo r=QP/QO so với tràn thực dụng.
Hệ số r biểu thị số lần tăng lưu lượng tháo của
tràn piano so với tràn thực dụng khi có cùng
chiều rộng và cột nước tràn.
Tuy nhiên xác định theo hệ số r sẽ làm tăng sai
số do phải tính gián tiếp qua lưu lượng của tràn
thực dụng. Do đó hầu hết các nghiên cứu gần
đây đều theo hướng xác định trực tiếp hệ số tháo
3
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Cd.
tràn có các có thông số hình học ở nguyên hình:
Wu = 4,8 ÷ 10,5m; Wi/Wo = 1,2; B = 12m; PT =
3 ÷ 8m (PK2); B = 18m; PT = 4 ÷ 12m (PK1);
công thức tính hệ số tháo Cd thiết lập riêng cho
tràn PK1, PK2 theo vùng cột nước tràn với ranh
3.2. Công thức tính hệ số khả năng tháo
1/. M.Leite Ribeiro et al.(2011), xác định
“chiều dài tràn hiệu quả” r là hàm mũ của các
thông số theo công thức (5), [13]:
giới H=3,0m (PK1); H=2,0m (PK2) và là hàm
PT Wu
r ey 1
(e)
mũ của 2 biến
, [5].
= QP/QO
;
H0 H0
Trong đó y là hàm của đa thức của 5 biến:
P
6. Nhận xét về các công thức đã có
L
L W
H
i
.
;
;
;
và
W W W Wo
P
i
i
+ Giá trị hệ số r và hệ số khả năng tháo Cd phụ
thuộc vào các thông số H, P, PP, Wi, Wo, W, L,
B, Bo, Bi hay ảnh hưởng chính tới khả năng tháo
qua PKW là các đại lượng cơ bản: tỷ lệ giữa
chiều cao và chiều rộng đơn vị tràn P/Wu; tỷ lệ
giữa chiều rộng phím nước vào và phím nước
ra Wi/Wo; tỷ lệ giữa chiều dài đường tràn và
chiều rộng tràn nước N=L/W;
2/. G.M.Cicero & J.R.Delisle (2013) nghiên cứu
tràn có tỷlệ chiều dài N=L/W=6,5, tỷlệ chiều rộng
phím nước vào và phím nước ra Wi/Wo=1,0 tỷ lệ
cột nước tràn và chiều cao tràn trong phạm vi
0,1<H/P<0,8. Lưu lượng qua tràn tính theo công
thức (2), hệ số khả năng tháo Cd được xác định là
hàm bậc bốn của đại lượng H/P [11].
+ Các công thức được lập của các nghiên cứu
đều giới hạn trong điều kiện công trình cụ thể
(N, P) với H/P <0,7 và là hàm đa biến (4÷6
biến) hoặc hàm đơn giản dạng tuyến tính/dạng
mũ của cột nước H; hàm bậc bốn của H/P.
3/. Abdorreza Kabiri-Samani & Javaheri (2012)
xác định hệ số tháo Cd của PKW trong công
thức (2) là hàm mũ của 6 biến [8]:
L W B Bo Bi H0
i
với giới hạn H>3cm;
.
;
; ;
;
và
W Wo P B B
P
0,1≤H0/P≤0,6; 1,0≤B/P≤2,5; 0,3 3≤ Wi/ Wo≤
1,22; 0≤Bo/B≤0,26; 0≤Bi/B≤0,2
+ Gần đây nhất, trong Tiêu chuẩn Việt nam
(2018) với giới hạn áp dụng theo đại lượng có
thứ nguyên (cột nước, chiều cao tràn, chiều
rộng phím) đã được quy đổi ra kích thước công
trình thực tế sẽ làm tăng sai số áp dụng do
chuyển đổi tỷ lệ mô hình. Tuy nhiên nó có ưu
điểm là không phức tạp nhưng vẫn biểu diễn được
các yếu tố cơ bản của tràn piano, khi áp dụng
nhiều trường hợp có sai số khả lớn đến 20%, đặc
biệt với miền cột nước thấp.
4/. Hồ Tá Khanh, Trương Chí Hiền (2004) qua
thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm thủy lực của
Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh cho tràn
kiểu A với chiều cao hốc phím công trình thực
tế PP=4,5m, P=5,5m, chảy tự do, đưa ra công
thức cụ thể theo chiều cao và cột nước tràn
[12]:
Với N=4: q=5,6.H1.22
N=5: q=6,4.H1.28 (H<2m)
q 4,15.H P
.
4. XÂY DỰNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH
KHẢ NĂNG THÁO QUA TRÀN PIANO
(f)
và
(H>2m)
4.1. Mô hình nghiên cứu
P
Mô hình vật lý được thiết kế, xây dựng, thí
nghiệm theo Tiêu chuẩn TCVN 8214:2009 về
thí nghiệm mô hình thủy lực; trên máng kính
rộng 0,5m, dài 22m, cao 1,0m; đầu mối tràn
piano được chế tạo bằng kính hữu cơ; kênh dẫn
thượng hạ lưu dùng vữa xi măng trát phẳng,
đánh bóng.
5/. Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 12262:2018
(2018), lưu lượng tháo cho tràn PKW có công
xôn lệch về hai phía PK2, và công xôn lệch về
1 phía thượng lưu PK1 được xác định theo công
thức (2). Các hệ số khả năng tháo được xác định
từ kết quả thực nghiệm trên mô hình vật lý với
4
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Tràn PKW dùng để thí nghiệm có đơn vị tràn chảy không đầy phím nước ra với giá trị ranh
là tràn tiêu chuẩn [3]: Đầu mối tràn piano giới là H0/Wo=0,5 [4]. Hai trạng thái này có đặc
gồm 2 đơn vị tràn (hai cặp phím vào và phím điểm dòng chảy khác nhau, ảnh hưởng bởi cấu
ra); chiều rộng đơn vị tràn 25cm; chiều cao tạo hình học tràn và cột nước đến khả năng tháo
tràn P = 11 ÷ 27cm; tỷ lệ các kích thước hình là rõ rệt. Do vậy các công thức tính hệ số khả
học: P/Wu = 0,5 ÷ 1,1; Wi/Wo = 1,25; N = năng tháo cần được viết riêng cho hai trạng thái
L/W = 5; Bi/Bo = 1,0; B/Bo = 4,0; Po/Pi = 1,0. này.
Chi tiết hình dạng mặt cắt tràn đề cập như thể
- Với trạng thái chảy không đầy phím ra
hiện trên Hình 4. Tỷ lệ cột nước tràn thực
(H0/Wo≤0,5), Cd có dạng tương tự như hệ số lưu
nghiệm trong khoảng H/P = 0,17 ÷ 2,10.
lượng của đập tràn thành mỏng chảy tự do –
Nghiên cứu thực nghiệm với hơn 150 trường dạng hàm tuyến tính:
hợp là tổ hợp của các đại lượng không thứ
nguyên: tỷ lệ cột nước tràn H/P=0,17÷2,1, tỷ lệ
cột nước với chiều rộng phím ra
H0/Wo=0,32÷2,5; tỷ lưu lượng qua tràn
q=0,03÷0,32 m3/m.s. Chiều sâu cột nước tràn
nhỏ nhất thí nghiệm Hmin≥3cm.
H0
Cd = a+b. +c.
P
H0
Lu
(i)
- Với trạng thái chảy đầy phím ra (H0/Wo>0,5),
Cd là hàm theo các biến H0/P, H0/Wu , khảo sát
và thử nghiệm cho thấy dạng hàm mũ cho kết
quả tốt nhất.
Đo đạc các thông số thực nghiệm: Thông số
mực nước xác định bằng kim đo mực nước cố
định đọc chính xác tới 0,1mm và máy thuỷ bình
a
a
1
2
H0
Cd=a0 ꢅ ꢆ ꢅ
H0
ꢆ
(j)
P
Wu
Ni04 sai số không vượt quá 0,5mm. Xác định Các hệ số của công thức thực nghiệm được xác
giá trị lưu tốc trung bình thời gian bằng đầu đo định theo phương pháp phân tích hồi quy tuyến
điện tử PEMS, E40 do Hà Lan chế tạo; dải đo tính, cực tiểu bình phương sai số thu được kết
từ 0,05m/s đến 5,0m/s, sai số 1%. Lưu lượng quả như sau:
tháo vào mô hình được xác định bằng máng
lường hình chữ nhật có lắp đập tràn thành mỏng
và tính toán bằng công thức Rebock, sai số nhỏ
hơn 1%.
+ Khi chảy không đầy phím ra (H0/Wo 0,5):
H0
P
H0
Lu
Cd 1,8851,768
–1,215
(k)
+ Khi chảy đầy phím ra (H0/Wo > 0,5):
4.2. Xây dựng công thức từ kết quả thí nghiệm
0,306
0,150
4.2.1. Xây dựng công thức thực nghiệm
H
H0
0
Cd 0,705
(l)
+ Để xác định khả năng tháo qua tràn piano, bài
báo sử dụng công thức tính lưu lượng trực tiếp
như của tràn thực dụng, với trạng thái chảy tự
do:
P
Wu
Kết quả cho thấy các công thức thực nghiệm
thiết lập có tương quan rất tốt. Hệ số tương quan
đạt R=0,952÷0,988. Sai số chuẩn đạt
S=0,023÷0,080. Hệ số kiểm định Sig.F rất nhỏ,
đạt 5E-12 nhỏ hơn nhiều so mức ý nghĩa 0,05, sai
số giữa tính toán và thực nghiệm xây dựng công
thức lớn nhất là 6,9% nên công thức được chấp
nhận.
Q = C . W. 2gHꢂ/ꢄ
(g)
ꢀ
d
ꢃ
Trong đó hệ số khả năng tháo Cd xác định từ các
số liệu thực nghiệm, là hàm của các biến:
Cd=f (H0/P, H0/Wu, H0/Lu)
(h)
+ Từ kết qủa nghiên cứu đặc điểm dòng chảy
trên tràn piano, chúng tôi đã phân định dòng
chảy qua tràn gồm 2 trạng thái là chảy đầy và
4.2.2. Đánh giá và bình luận
Sự phù hợp của công thức thiết lập được biểu
5
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
thị trên đồ thị Hình 4, trong đó khảo sát kết quả Công thức cũng phù hợp để tính cho PKW loại
tính theo công thức thiết lập và dữ liệu thí B với sai số trung bình lớn nhất là 7,2%, sai số
nghiệm của bài báo; dữ liệu thí nghiệm của các tuyệt đối lớn nhất mắc phải là 13,5% [4]. Đó là
tác giả khác.
do hiệu quả tháo của các hình thức tràn chỉ khác
nhau rõ rệt với cột nhỏ, khi chia vùng công thức
theo trạng thái chảy không đầy và đầy phím ra
theo ranh giới H0/Wo = 0,5 đã đồng nhất được
PKW loại A và loại B theo thông số chiều dài
zic zắc L.
5. KẾT LUẬN
- Chọn đối tượng nghiên cứu là tràn piano có
đơn vị tràn tiêu chuẩn đại diện cho cấu tạo hài
hòa về kinh tế, thủy lực để nghiên cứu thực
nghiệm: Tràn có N=5; Wi/Wo=1,3; H0/Wo=
0,32÷2,5; Tỷ lệ cột nước và chiều cao tràn
H/P=0,17÷2,1.
- Công thức xác định lưu lượng tháo qua PKW
theo dạng công thức của tràn truyền thống, từ
phân tích đặc trưng thủy lực theo hai trạng thái
chảy đầy và không đầy phím nước ra, xây dựng
được công thức tính hệ số khả năng tháo theo
(11), (12) tương ứng với 02 trạng thái chảy.
- Công thức thiết lập cho sự phù hợp hơn cả so
với các công thức đã có, so sánh với số liệu thực
nghiệm của các tác giả khác cho sai số trung
bình lớn nhất là 6,9%; sai số tuyệt đối lớn nhất
là 12,6%, phù hợp với tràn loại A và loại B hay
công xôn 1 đầu và công xôn 2 đầu.
Hình 4: So sánh kết quả tính theo công thức
thiết lập với số liệu của các tác giả khác
Các ký hiệu thông số tràn piano thể hiện trên
Hình 1, Hình 2:
So sánh giữa kết quả tính theo công thức thực
nghiệm thiết lập và số liệu thực nghiệm của
các tác giả khác cho thấy: sai số trung bình
lớn nhất là 6,9% và sai số tuyệt đối lớn nhất
là 12,6%. Sai số trung bình này là nhỏ so với
sai số của những công thức đã công bố.
ZTL: Cao trình mực nước thượng lưu (m)
Zng: Cao trình đỉnh ngưỡng tràn (m)
P: Chiều cao phía thượng lưu tràn, độ chênh
giữa ngưỡng tràn với đáy kênh thượng lưu
(m);
Ngoài ra, công thức thực nghiệm thiết lập được
kiểm chứng với miền biến thiên rộng của các
đại lượng hình học và cột nước, đại diện cho
PKW có đơn vị tràn tiêu chuẩn [4], dải giá trị tỷ
lệ cột nước rộng H/P = 0,2 ÷ 2,5 đảm bảo bao
quát sự biến thiên của hệ số tháo Cd, nên phù hợp
khi áp dụng thiết kế cho các công trình trong
điều kiện khác nhau.
H: Cột nước tràn, chênh giữa cao trình mực
nước thượng lưu với đỉnh ngưỡng tràn;
H0: Cột nước tràn có kể tới lưu tốc tới gần (m);
Q (Qp): lưu lượng tháo qua tràn Piano chảy tự
do (m3/s);
q: lưu lượng đơn vị (m3/s.m);
6
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
Wi: Chiều rộng phím nước vào (m);
Wo: Chiều rộng phím nước ra (m);
L: Tổng chiều dài đường tràn zic zắc của
ngưỡng tràn (m);
Wu: Chiều rộng 1 đơn vị tràn, Wu=Wi+Wo (m);
Lu: Chiều dài đường zic zắc ngưỡng của một
đơn vị tràn (m);
W: Chiều rộng tràn theo phương vuông góc với
dòng chảy, bằng tổng chiều rộng các phím nước
vào và phím nước ra, W=∑Wi+∑Wo (m);
N: Hệ số chiều dài đường tràn, bằng tỷ lệ giữa
chiều dài tràn và chiều rộng tràn, N=L/W
B, Bi, Bo: Chiều dài phím tràn; Chiều dài phần
nhô thượng lưu, hạ lưu phím (m);
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2011), Tiêu chuẩn thiết kế tràn phím đàn Piano áp
dụng cho công trình đập dâng Văn Phong;
[2] Trương Chí Hiền, Trần Hiếu Thuận (2009), “Khả năng tháo nước của đập tràn phím Piano
ngưỡng thấp trên kênh tiêu nước”, Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ.
[3] Lê Văn Nghị và cs (2018), “Thủy lực tràn Piano”, Sách chuyên khảo, Nhà XB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà nội.
[4] Đoàn Thị Minh Yến, Lê Văn Nghị (2017), “Đặc trưng hình dạng và nối tiếp của dòng chảy
qua tràn piano”, Tạp chí Khoa học và công nghệ thủy lợi, Hà Nội;
[5] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 12262: 2018, Công trình thủy lợi - Tràn xả lũ, tính toán thủy
lực tràn dạng phím piano, Hà Nội.
[6] A.J. Schleiss (2011), “From Labyrinth to Piano Key Weirs – A historical review”, Labyrinth
and Piano Key Weirs – PKW 2011, Published by CRC Press, London, ISBN 978-0-415-
68282-4, pp.3-15;
[7] A.Noui & A. Ouamane (2011), “Study of optimization of the Piano Key Weir”, Labyrinth
and Piano Key Weirs – PKW 2011, Published by CRC Press, London, ISBN 978-0-415-
68282-4, pp.175-182;
[8] Abdorreza Kabiri-Samani & Amir Javaheri, (2012), IAHR, Discharge coefficients for free
and submerged flow over Piano Key weirs.
[9] F.Lempérière & A.Ouamane (2003), “The Piano Keys weir: a new cost – effective solution
for spillways”, Hydropower & Dams, 7(5):144-149;
[10] F.Lempérière., J.-P.Vigny & A.Ouamane (2011), “General comments on Labyrinths and
Piano Key Weirs: The past and present”, Labyrinth and Piano Key Weirs – PKW 2011,
Published by CRC Press, London, ISBN 978-0-415-68282-4 , pp.17-24;
[11] G.M.Cicero & J.R.Delisle (2013), “Discharge characteristics of Piano Key weir under
submerged flow”, Labyrinth and Piano Key Weirs II – PKW 2013, Published by CRC Press,
London, ISBN 978-0-138-00085-8, pp. 101-108;
[12] M. Ho Ta Khanh, T. Chi Hien & N. Thanh Hai (2011), “Main Result of the P.K weir model
tests in Viet Nam (2004-2010)”, Labyrinth and Piano Key Weirs – PKW 2011, Published by
7
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
CRC Press, London, ISBN 978-0-415-68282-4 , pp.191-198;
[13] M.Leite Ribeiro, J-L.Boillat, A.J Schleiss, O.Le Doucen & F.Laugier (2011),
“Experimental parametric study for hydraulic design of PKWs”, Labyrinth and Piano
Key Weirs – PKW 2011, Published by CRC Press, London, ISBN 978-0-415-68282-4,
pp.183-190;
[14] O.Machiels, S.Erpicum, P.Archambeau, B. Dewals & M.Pirotton (2011), “Influence of the
Piano Key Weir height on its discharge capacity”, Labyrinth and Piano Key Weirs – PKW
2011, Published by CRC Press, London, ISBN 978-0-415-68282-4 , pp.59-66;
[15] Olivier Machiels, Michel Pirotton et al. (2014) “Experimental parametric study and design
of Piano Key Weirs”, Journal of Hydraulic Research.
[16] S.Erpicum, P.Archambeau, M.Pirotton, and B.J.Dewals, (2014). “Geometric parameters
influence on Piano Key Weir hydraulic performances”. 5th IAHR International Symposium
on Hydraulic Structures, Brisbane, Australia, (1-8). 25-27 June 2014.
[17] Sebastien Erpicum, Blake P.Tullis et al. (2016), IAHR, Scale effects in physical piano key
weirs models.
8
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019
8 trang
22/04/2022
1100
Bạn đang xem tài liệu "Xây dựng công thức xác định hệ số khả năng tháo cho tràn piano chảy tự do", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- xay_dung_cong_thuc_xac_dinh_he_so_kha_nang_thao_cho_tran_pia.pdf
