بررسی آزمایشگاهی تاثیر هندسه بلوک‌های مستطیلی زیگزاگی بر مشخصات پرش هیدرولیکی در کانال ذوزنقه‌ای

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

گروه عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

وقوع پدیده پرش هیدرولیکی در کانال‌های روباز باعث کاهش سطح انرژی و تبدیل جریان فوق بحرانی به زیر بحرانی می‌گردد. تعبیه موانع با هندسه‌های مختلف بر مسیر جریان تاثیر مهمی بر کنترل محل پرش، کاهش طول پرش هیدرولیکی و افزایش افت انرژی جریان در طی پرش دارد. در این تحقیق اثر تغییرات ارتفاع و فاصله میان بلوک‌های مستطیلی، که به صورت زیگزاگی در کف کانال روباز ذوزنقه‌ای نصب شده بود، بر مشخصات پرش هیدرولیکی بررسی شد. مجموعا 60 آزمایش در بازه اعداد فرود 1.8 تا 18.8 انجام پذیرفت‌. نتایج بدست‌آمده نشان می‌دهد که در صورت استفاده از بلوک‌های مستطیلی به‌طور میانگین شاهد کاهش عمق ثانویه به مقدار 3.69 درصد، کاهش طول پرش هیدرولیکی به میزان 49.5 درصد و افزایش افت انرژی پرش هیدرولیکی به میزان 46.34 درصدی نسبت به بستر صاف می‌باشد. مشاهدات بیانگر تاثیر بیشتر بلوک‌های مستطیلی زیگزاگی بر مشخصات پرش نسبت به بسترهای زبر علیرغم تراکم کمتر و همچنین اثر کمتر نسبت به بلوک‌های با طرح بدون زاویه می‌باشد. افزایش ارتفاع بلوک‌ها بر مشخصات پرش هیدرولیکی، نسبت به فاصله میان بلوک‌ها بوده است.

کلیدواژه‌ها


Abbaspour, A., Hosseinzadeh Dalir, A., Farshadizadeh, D., and Sadraddini, A.A. (2010). Numerical Simulation of Hydraulic Jump on Corrugated Bed Using FLUENT Model. Journal of Water and Soil Science, 20(2),  83-96. (In Persian)
Abbaspour, A., Hosseinzadeh Dalir, A., Farshadizadeh, D. and Sadraddini, A.A. (2014). Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. J of Hydro-environment Research, 3, 109-117.
Abrishami, J., and Hosseini, S.M. (2008). Hydraulics of open canals, Astan Quds Razavi Publications, 614 p.
Alhamid, A.A. (1994) . Effective roughness on horizontal rectangular stilling basins. Transaction on Ecology and the Environment, 8, 39-46.
Beyrami, M.K. (2006). Water transmission structures. Isfahan University of Technology Publications, 462 p.
Ead, S.A. and Rajaratnam, N. (2002). Hydraulic jump on corrugated bed. J of Hydraulic Engineering, ASCE, 128(7), 656-663.
Gandhi, S. and Singh, R.P. (2016). Empirical Formulation of Flow Characteristics in Trapezoidal Channels. Journal of The Institution of Engineers (India). 97(3), 247-253.
Ghazali, M. (2010). The effect of triangular corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Iranian Journal of Water Research. 4(7), 99-108. (In Persian)
Hasanzadeh Vayghan, V., Mohammadi, M. and Ranjbar, A. (2019). Experimental Study of the Rooster Tail Jump and End Sill in Horseshoe Spillways. Civil Engineering Journal. 5(4), 871-880.
Hager, W.H. (1992). Energy dissipators and hydraulic jump. Kluwer academic Publishers 110, 288 p.
Izadjoo, F. and Shafai Bejestan, M. (2007). Corrugated bed hydraulic jump stilling basin. Applied Sciences, 7(8), 1164-1169.
Mohamed Ali, H.S. (1991). Effect of Roughened Bed Stilling Basin on Length of Rectangular Hydraulic Jump. Journal of Hydraulic Engineering. 117, 83-93.
Nazhdali, A. and Esmaeili, K. (2012) Effect of triangular bed surface roughness on hydraulic jump characteristics. Journal of Water and Soil, 26(2), 282-289. (In Persian)
Parsamehr, P. and Hosseinzade, A. (2013). Experimental study of the effect of rough bed on the relative conjugate depth of hydraulic jump on the reverse slope. Journal of Irrigation Engineering Sciences, 36(1), 89-101. (In Persian)
Peterka, A.J. (1958). Hydraulic design of stilling basins and energy dissipaters, Denver, Colorado, 240 p.
Rajaratnam, N. (1966). The hydraulic jump in sloping channels. Irrigation and Power, 32(2), 137–149.
Shafaei Bejestan M., and Nisi, K. (2009). Investigation of hydraulic jump sequent depth under the influence of rough floor components. Journal of Soil and Water Science, 19(1), 165-176. (In Persian)
Tokyay, N.D. (2005). Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps. Impacts of Global Climate Change Conference, EWRI, Anchorage, Alaska, USA, 408-416.