بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی در شیب‌شکن‌‌های قائم مجهز به صفحه مشبک قائم با واگرایی تدریجی در پایین‌دست

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای عمران آب و سازه های هیدرولیکی ، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، ایران

2 استاد داشکده عمران - دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

در مطالعه حاضر برای افزایش راندمان استهلاک انرژی جریان، اثر توامان شیب شکن قائم، واگرایی تدریجی و صفحات مشبک قائم مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در یک فلوم آزمایشگاهی افقی با مقطع مستطیلی، با دو ارتفاع شیب شکن قائم و در نسبت های واگرایی دیواره 5/0 تا 1، نسبت تخلخل صفحات مشبک 40% و 50% و محدوده عدد فرود 68/0 تا 92/0 انجام گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از صفحات مشبک و واگرایی دیواره ها باعث افزایش استهلاک انرژی و کاهش عمق استخر و عمق پایین دست می گردد. بکارگیری دیواره واگرایی، صفحات مشبک و تاثیر استفاده همزمان از صفحات مشبک و دیواره واگرایی به ترتیب باعث افزایش 25، 44 و 48 درصدی راندمان استهلاک انرژی می گردد. نسبت تخلخل صفحات مشبک تاثیر چندانی بر روی استهلاک انرژی ندارند ولی باعث کاهش عمق استخر و افزایش عمق پایین‌دست می گردد. در شرایط هیدرولیکی یکسان، با افزایش ارتفاع شیب شکن میزان استهلاک انرژی جریان در اثر شدت برخورد بیشتر جت جریان عبوری از روی شیب شکن با کف پایین دست آن افزایش و عمق استخر کاهش می یابد. با افزایش دبی، پرش هیدرولیکی تشکیل شده در بالادست صفحات مشبک با نسبت تخلخل 40 درصد از نوع مستغرق بوده و به بالادست حرکت می کند. این در حالی است که در صفحات مشبک 50 درصد پرش ایجاد شده بصورت آزاد بوده و به سمت پایین دست حرکت می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of Energy Dissipation at a Vertical Drop Equipped with Vertical Screen with Gradually Expanding at the Downstream

نویسندگان [English]

  • Behnam Nayebzadeh 1
  • Mohammad ali Lotfollahi-yaghin 2
  • Rasoul Daneshfaraz 3
1 Civil Engineering Faculty, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Professor, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran.
چکیده [English]

In the present study, the effect of vertical drop, gradually expanding and vertical screens are investigated to increase the efficiency of the energy dissipation of the flow. The experiments were carried out in a horizontal laboratory flume with a rectangular cross section, two vertical drop heights, and the wall expanding ratios of 0.5 to 1, the porosity ratio of the screens of 40% and 50%, and The range of Froude number of 0.86-0.92. The results showed that the use of screens and expansion of the walls would increase energy dissipation and decrease the pool depth and the downstream depth. The application of expanding wall, screen and the effect of simultaneous use of screens and expanding walls increases the efficiency of energy dissipation by 25, 44 and 48 percent, respectively. The porosity ratio of the screen is not much efficient in energy dissipation, but it reduces the pool depth and increases the downstream depth. In the same hydraulic conditions, energy dissipation is increased and the depth of the pool decreases by increasing the height of the drops due to the increased jet severity over the drop striking the downstream bed. By increasing the discharge, the hydraulic jump formed in the upstream of the screens with a porosity ratio of 40% is submerged and moves upwards. However, in screens 50% of the jump is free and moves downward.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Vertical drop
  • Energy dissipation efficiency
  • Gradually Expanding
  • Screens
  • Pool depth