بررسی عددی اثر تغییر ارتفاع بلوکهای مستطیلی قائم بر طول پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش
محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage
عظیم نیکدل
1
()
ابراهیم نوحانی
2
()
کلید واژه: پرش هیدرولیکی, حوضچه آرامش, Flow-3D, ارتفاع بلوک ها, بلوک مستطیلی قائم,
چکیده مقاله :
تغییر رژیم جریان از حالت فوق بحرانی به حالت زیر بحرانی که با افزایش ناگهانی سطح آب و افت انرژی قابل توجه همراه است، پرش هیدرولیکی نام دارد. هنگامی که جریانبا سرعت زیاد با توده آب در حال حرکت با سرعت کم برخورد نماید، ابتدا جریان با سرعت زیاد در زیر توده آب حرکت می کند، سپس به سمت سطح آب، پخش و گسترش می یابد. پرش هیدرولیکی پدیده ایی رایج در پایین دست سازه های هیدرولیکی مثل سرریزها و دریچه ها می باشد. معمولا در انتهای سازه هایی مانند سرریز سدها، تنداب ها و آبشارها و دریچه ها به دلیل سرعت زیاد جریان نیاز به سازه هایی برای استهلاک جریان و کاهش سرعت آن به منظور جلوگیری از فرسایش و حفاظت از تاسیسات پایین دست می باشد که یکی از متداول ترین این سازه ها حوضچه های آرامش می باشد، که در آنها با شکل گیری پرش هیدرولیکی و عبور جریان از رژیم فوق بحرانی به رژیم زیر بحرانی انرژی جریان مستهلک می شود. پارامترهایی چون طول پرش هیدرولیکی، نسبت عمق ثانویه به عمق اولیه و میزان افت انرژی از جمله پارامترهای مهمی هستند که بر اقتصادی کردن سازه حوضچه آرامش تاثیر فراوانی دارند. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر تغییر ارتفاع بلوک های مستطیلی قائم در حوضچه آرامش بر مشخصه های پرش هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار Flow-3D است. نتایج نشان داد افزایش ارتفاع بلوک ها، پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی کامل جت جریان خروجی از زیر دریچه در طول کمتری نسبت به شرایطی که ارتفاع بلوک ها کم باشد، اتفاق می افتد.
تغییر رژیم جریان از حالت فوق بحرانی به حالت زیر بحرانی که با افزایش ناگهانی سطح آب و افت انرژی قابل توجه همراه است، پرش هیدرولیکی نام دارد. هنگامی که جریانبا سرعت زیاد با توده آب در حال حرکت با سرعت کم برخورد نماید، ابتدا جریان با سرعت زیاد در زیر توده آب حرکت میکند، سپس به سمت سطح آب، پخش و گسترش مییابد. پرش هیدرولیکی پدیدهایی رایج در پایین دست سازههای هیدرولیکی مثل سرریزها و دریچهها می باشد. معمولا در انتهای سازههایی مانند سرریز سدها، تندابها و آبشارها و دریچهها به دلیل سرعت زیاد جریان نیاز به سازههایی برای استهلاک جریان و کاهش سرعت آن به منظور جلوگیری از فرسایش و حفاظت از تاسیسات پایین دست میباشد که یکی از متداولترین این سازهها حوضچههای آرامش میباشد، که در آنها با شکلگیری پرش هیدرولیکی و عبور جریان از رژیم فوق بحرانی به رژیم زیر بحرانی انرژی جریان مستهلک میشود. پارامترهایی چون طول پرش هیدرولیکی، نسبت عمق ثانویه به عمق اولیه و میزان افت انرژی از جمله پارامترهای مهمی هستند که بر اقتصادی کردن سازه حوضچه آرامش تاثیر فراوانی دارند. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر تغییر ارتفاع بلوکهای مستطیلی قائم در حوضچه آرامش بر مشخصههای پرش هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار Flow-3D است. نتایج نشان داد افزایش ارتفاع بلوکها، پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی کامل جت جریان خروجی از زیر دریچه در طول کمتری نسبت به شرایطی که ارتفاع بلوکها کم باشد، اتفاق میافتد.
فتحی مقدم، م. و پارسی، ا. (۱۳۹۲). بررسی آزمایشگاهی اثر موقعیت پرش هیدرولیکی بر تغییرات سرعت در حوضچه های آرامش تیپ ۲. مجله علمی کشاورزی، علوم و مهندسی آبیاری، دوره ۳۶، شماره ۲، تابستان ۱۳۹۲، ص ۱۳-۲۱.
همتی، ا. و افروس، ع. (۱۳۹۵). شبیهسازی پرش هیدرولیکی در پایین دست شیبشکن با نرم افزار CCHE2D. همایش ملی آب و سازههای هیدرولیکی، دزفول، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول.
طباطبایی، م.، حیدرنژاد،م. و بردبار، ا. (۱۳۹۵). بررسی پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش با بستر سینوسی توسط مدل Flow 3D. مجله مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۴، شماره ۲۰، ص 4۷-3۷.
Abasi Chenari, S., Kamanbedast, A. A. and Ahadian, J. (2011). Numerical Investigation of Angle and Geometric of L-Shape Groin on the Flow and Erosion Regime at River Bends. World Applied Sciences Journal, 15 (2), pp: 279-284.
Abbaspour, A., Hosseinzadeh Dalir, A., Farsadizadeh D., and Sadraddini A.A. (2009). Effect of Sinusoidal Corrugated Bed on Hydraulic Jump Characteristics. Journal of Hydro-Environment Research, 3(2), pp:109-117.
Bessaih, N. and Rezak, A. B. A. (2002). Effect of baffle block with sloping front face on the length of the jump. Journal of Civil Engineering, The Institution of Engineers Bangladesh, Vol. CE 30.
Eloubaidy, A. F., Al-Baidhani, J. and Ghazali, A. H. (1999). Dissipation of hydraulic energy by curved baffle blocks. Pertanika Journal of Science & Technology, 7(1), pp: 69-77.
Farhoudi, J., Sadat Helbar, S. M. and Aziz, N. (2010). Pressure Fluctuation around Chute Blocks of SAF Stilling Basins. J. Agr. Sci. Tech, 12, pp: 203-212.
Gohari A. and Farhoudi, J. (2009). The characteristics of hydraulic jump on rough bed stilling basins. 33rd IAHR Congress. Water Engineering for a Sustainable Environment, Vancouver, British Columbia, pp: 1-9.
Neisi, K., Shafai Bejestan, M., Ghomshi, M. and Kashefipoor, S. M. (2015). Investigation of Hydraulic Jump Characteristics at Roughened Bed of Sudden Expansion Stilling Basin. J. Irrig. Sci. Eng, 37(2), pp: 83-93.
Zhao, Q. and Misra, S. (2009). Numerical Study of a Turbulent Hydraulic Jump. ASCE Engineering Mechanics Conference, University of Delaware, Newark, DE.
Pagliara, S., Lotti, I. and Palermo, M. (2008). Hydraulic Jump on rough bed of stream rehabilitation structure. J.of Hydro-environment research, pp:29-38.
Ravar, Z., Farhoudi, J. and Najandali, A. (2012). Effect of Vertical Trapezoidal Rough Bed on Hydraulic Jump Characteristics and Energy Loss. J. Water & Soil, 26(1), pp: 85-94.
Verma, D. and Goel, A. (2000). Stilling basins for pipe outlets using wedge-shaped splitter lock. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 26(3), pp: 179-184.
