بررسی آزمایشگاهی تأثیر زبری بر تغییرات شاخص کاویتاسیون در سرریز اوجی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند

2 دانشگاه بیرجند

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

4 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

چکیده

تنداب سرریز به‌دلیل انرژی بالا و سرعت زیاد آب روی آن در معرض خطر ناشی از پدیده کاویتاسیون قرار می‌گیرد. کارهای مختلفی در جهت شناخت و رفع پدیده کاویتاسیون انجام شده است، هدف از انجام پژوهش حاضر، دستیابی به درکی بهتر از عملکرد زبری، با تغییر در آرایش زبری (ردیفی، واگرا و همگرا)، تعداد زبری (9، 12، 15 و 18) و ارتفاع‌ موثر زبری (008/0، 017/0 و 026/0) بر شاخص کاویتاسیون در بدنه پایین‌دست سرریز اوجی با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی است. نتایج نشان داد، نصب زبری روی سرریز، با آرایش‌ها‌، تعداد و ارتفاع‌های مؤثر مختلف، باعث افزایش شاخص کاویتاسیون نسبت به حالت شاهد شده است. وجود زبری باعث کاهش سرعت جریان و افزایش فشار بر روی سرریز می‌شود. این مساله در رفع یا تخفیف پدیده کاویتاسیون بر روی سرریز، نقش بسزایی دارد. نتایج نشان داد، متوسط شاخص کاویتاسیون در آرایش همگرا 17/15، در آرایش واگرا 8/11 و در آرایش ردیفی 11/16 درصد نسبت به حالت شاهد افزایش یافته است. همچنین نتایج نشان داد بیشترین تغییر در آرایش ردیفی و ارتفاع مؤثر 017/0 و تعداد 18 صفحه زبری نسبت به آزمایش‌های شاهد اتفاق افتاد.

کلیدواژه‌ها


Babaian, F. and Saremi, A. (2015). Investigation of cavitation phenomenon in overflows - proposed solutions to deal with the damage caused by it and investigation of aeration method as an effective method. The Second Conference on Water, Man and Earth. Esfahan. (In Persian)
Forghani, O. and Idi, Z. (2003). Cavitation damage in overflow and ways to prevent it. 10th Civil Engineering Student Conference. Tehran. (In Persian)
Zandi, Y. (2005), Cavitation in overflows, Islamic Azad University of Tabriz. 304 p. (In Persian)
Froudi, A., Sanei, M. and Ajdari Moghadam, M. (2014). Laboratory study of cavitation index changes in ogee spillway with arc in plan and convergence of overflow walls. 8th National Congress of Civil Engineering. Noshirvani University of Technology. Babylon. (In Persian)
Navaei, B., Akhtari, A.A. and Daneshfaraz, R. (2016). Experimental Study of Flip Bucket Effect at the End of Ogee Spillway on Energy Dissipation and Jet Length. Water and Soil Science. 26(3-2), 133-142. (In Persian)
Jafari, M., Khozeymehnezhad, H. and Khakbaz, H. (2017). Laboratory study of static pressure changes on ogee spillway crest and water dump bucket in different situations. 16th Irananian Hydraulic Conference, Ardabil, https://civilica.com/doc/ 727243.
 
Savage, B.M. and Johnson, M.C. (2001). Flow over ogee spillway: physical and numerical model case study, J Hydraul Eng., ASCE, 127(8), 640–649.
Lahmi, S. and Mansouri, A. (2003). Investigation of cavitation simulation on ogee spillway using three-dimensional model. Conference on Civil Engineering, Architecture and Urban Planning of the Islamic World. Tabriz. (In Persian)
Fadaei Kermani, E., Barani, G.A. and Ghaeini-Hessaroeyeh, M. (2013). Investigation of cavitation damage levels on spillways. World Applied Sciences Journal, 21(1), 73-78.
Ghazi, B., Daneshfaraz, R. and Jeihouni, E. (2019). Numerical investigation of hydraulic characteristics and prediction of cavitation number in Shahid Madani Dam's Spillway, Journal of Groundwater Science and Engineering, 7(4), 323-332.
Daneshfaraz, R., Ghaderi, A., Akhtari, A. and Di Francesco, S. (2020). On the Effect of Block Roughness in Ogee Spillways with Flip Buckets. Fluids, 5(4), 182, https://doi.org/10.3390/fluids 5040182.