بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی جریان فوق بحرانی در تنگ شدگی ناگهانی به همراه زبری دیواره

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 استاد گروه عمران، دانشکده فنی ومهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

از مشکلات آزاد سازی آب پشت دریچه ها و مخازن، انرژی بالای جریان بوده و در صورت عدم مهار انرژی جریان خسارات قابل توجهی به سازه های پایین دست وارد می شود. از سازه های مناسب برای استهلاک انرژی ایجاد تنگ شدگی در مقطع عرضی کانال می باشد که با تشکیل پرش هیدرولیکی در بالادست جریان انرژی جریان را کاهش می دهد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر انقباض ناگهانی همراه با زبری دیواره برمیزان استهلاک انرژی درجریان فوق بحرانی انجام شد. سه نوع تنگ شدگی با عرض های نسبی 0/5، 0/67 و 0/83 و زبری با قطرهای نسبی متوسط 0/032، 0/051، 0/081، 0/04، 0/064، 0/101، 0/053، 0/085 و 0/135 و محدوده عدد فرود 2/5 تا 7/5 و انقباض نسبی 8/9 تا 12/42 مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا استهلاک انرژی سه نوع تنگ شدگی بدون زبری به عنوان شاهد بررسی شد، سپس برای توسعه آزمایش برای هر تنگ شدگی، سه نوع زبری در دیواره تنگ شدگی کانال بکار برده شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش عدد فرود جریان بالادست، استهلاک انرژی نسبی بالا دست (ΔE/E0) افزایش می یابد. بطوریکه استهلاک انرژی در انقباض 15 سانتی متر بیشتر از انقباض 10 و 5 سانتی متری می باشد. همچنین استهلاک در زبری با قطرهای نسبی 0/051، 0/064 و 0/085 بیشتر از بقیه زبری ها می باشد. روابط استخراج شده برای تخمین استهلاک انرژی نسبی نشان داد که نتایج آن با داده‌های آزمایشگاهی مطابقت خوبی با یکدیگر با ضریب همبستگی 0/903 و خطای جذر میانگین مربعات نرمال شده 0/03 دارند.

کلیدواژه‌ها