بررسی اثر جت، زبری نیم استوانهای و شیب معکوس بر پرش هیدرولیکی
نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند
2 کارشناسی ارشد سازههای آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.
3 کارشناسی ارشد سازههای آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند.
doi
10.22069/jwsc.2022.19147.3458چکیده
سابقه و هدف: ﺗﺸﮑﯿﻞ ﭘﺮش در ﺣﻮﺿﭽﻪ ﻫﺎی آراﻣﺶ ﻧﻘﺶ ﻣﺆﺛﺮی در اﺳﺘﻬﻼک اﻧﺮژی ﺟﺮﯾﺎن در ﭘﺎﯾﺎب ﺳﺎزه ﻫﺎی آﺑﯽ اﯾﻔﺎ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ از ﻧﻮع ﺟﺮﯾﺎن ﻫﺎی ﻣﺘﻐﯿﺮ ﺳﺮﯾﻊ اﺳﺖ ﮐﻪ در ﺻﻮرت ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻮدن ﺷﺮاﯾﻂ ﮐﺎﻧﺎل در ﭘﺎﯾﯿﻦ دﺳﺖ ﺟﺮﯾﺎن از ﺣﺎﻟﺖ ﻓﻮق ﺑﺤﺮاﻧﯽ ﺑﻪ زﯾﺮﺑﺤﺮاﻧﯽ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ. در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺷﯿﻮه ﺟﺪﯾﺪی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﮐﺎﻫﺶ اﻋﻤﺎق ﻣﺰدوج و ﻃﻮل ﭘﺮش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ در آن از وﯾﮋﮔﯽﻫﺎی ﯾﮏ ﺟﺖ ﻣﺴﺘﻄﯿﻠﯽ آزاد ﺳﺮﯾﻊ و زﺑﺮی ﮐﻒ ﺑﺮای ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮔﺬاری ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﭘﺮش اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮﺧﻮرد ﺟﺖ ﺳﺮﯾﻊ ﺑﻪ ﭘﺮش و اﻧﺘﻘﺎل اﻧﺪازه ﺣﺮﮐﺖ ﺑﻪ آن ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت و ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﭘﺮش را ﺗﺤﺖ تأثیر قرار میدهد.مواد و روش ها: در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﯾﮏ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺑﺎ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ای از آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ در ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل ﺑﺎ ﺟﺪارهﻫﺎی شیشه ای به طول 10متر و عرض 3/0 متر و ارتفاع 5/0 متر اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ دﺑﯽ، زاوﯾﻪ ﺟﺖ، شیب معکوس و زبری کف در2، 5/2 و 2/3 لیتر بر ثانیه ﺑﺮ روی ﻣﺸﺨﺼﺎت ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ از ﺳﻪ دﺑﯽ درﺟﻪ، زاوﯾﻪ ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﺟﺎﺑﻪ 90 درﺟﻪ، 60ﺑﺮ ﺛﺎﻧﯿﻪ ﺑﺮای ﺟﺖ و ﭼﻬﺎر زاوﯾﻪ ﺑﺮای راﺳﺘﺎی اﻓﻘﯽ ﺟﺖ ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺎﯾﯽ اﺑﺘﺪای ﭘﺮش و زاوﯾﻪ ﺑﺪون ﺗﻐﯿﯿﺮ اﺑﺘﺪای ﭘﺮش و ﺳﻪ ﻧﻮع زﺑﺮی اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ.ﯾﺎﻓﺘﻪ ﻫﺎ: ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﻧﺸﺎن داد، ﺑﺮای ﯾﮏ زاوﯾﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﺟﺖ، در دﺑﯽ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﻫﯿﭻ ﮔﻮﻧﻪ ﺟﺎﺑﻪ ﺟﺎﯾﯽ ﻧﺪارد ﮐﻪ اﯾﻦ زاوﯾﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان زاوﯾﻪ ﺑﯽ اﺛﺮ ﻧﺎﻣﮕﺬاری ﺷﺪ. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ زاوﯾﻪ ﺟﺖ، ﭘﺮش ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﺮد و از ﯾﮏ زاوﯾﻪ ﺑﻪ ﺑﻌﺪ ﭘﺮش ﻫﯿﭻ ﮔﻮﻧﻪ ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﻧﺪاﺷﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ زاوﯾﻪ ﻧﯿﺰ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺣﺪاﮐﺜﺮ زاوﯾﻪ ﺟﺎﺑﺠﺎی ﭘﺮش ﻧﺎﻣﮕﺬاری ﮔﺮدﯾﺪ. ﺗﻐﯿﯿﺮ زاوﯾﻪ و دﺑﯽ ﺟﺖ ﻣﻮﺟﺐ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﻤﻖ ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ، ﻃﻮل ﭘﺮش، اﻓﺖ اﻧﺮژی ﻧﺴﺒﯽ و ﻧﯿﺮوی ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺴﺘﺮ ﺷﺪ. شیب معکوس و زﺑﺮی ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﮔﺮدﯾﺪ. در شیب 25/2 و فاصله dو زاویه جت 2/3 بیشترین تغییرات درمشخصات پرش هیدرولیکی مشاهده گردید.نتیجهگیری: نتایج آزمایشگاهی نشان داد که باافزایش تنش برشی، باعث تشدید تاثیر شیب معکوس و افزایش زبری کف کانال به دلیل افزایش تنش برشی، باعث تشدید تاثیر شیب معکوس روی طول جهش میشود. در توچیه این تغییرات میتوان ثاثیر مؤلفه رو به پایین نیروی وزن در روی شیب معکوس و افزایش تنش برشی در روی بستر زبر را عامل اصلی تغییرات دانست. وارد کردن جت به پرش با زاویهای بزرگتر از زاویه بیاثر، باعث کاهش نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افزایش افت انرژی و نیروهای برشی کف می-گردد.
