بررسی عددی تاثیر طول حوضچه آرامش بر میزان استهلاک انرژی جریان (مطالعه موردی سرریز سد چایلی)

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی وشیروانی بابل

doi
10.22125/iwe.2020.114954
چکیده

یکی از روش­های متداول برای کاهش استهلاک انرژی جنبشی جریان استفاده از حوضچه­ آرامش می­باشد. از مهمترین پارامترهای حوضچه آرامش که تاثیر زیادی بر هزینه­های ساخت آن دارد، طول حوضچه است لذا می­توان با بررسی و مطالعات دقیق سبب کاهش هزینه­های ساخت در آن شد. در این پژوهش در ابتدا با استفاده از داده­های آزمایشگاهی چانسون و چاچرو، حوضچه آرامش اجرا و واسنجی گردید. سپس سرریز سد چایلی با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D و بامدل آشفتگی RNG مدلسازی و پارامترهای هیدرولیکی جریان با  اعمال تغییرات در طول حوضچه آرامش مورد بررسی قرارگرفته است. بررسی­های صورت گرفته نشان می­دهد، افزایش و کاهش طول حوضچه آرامش و قرار­گیری آبپایه انتهایی بر خصوصیات جریان و همچنین میزان اتلاف انرژی اثرهای متفاوتی دارد. از آنجایکه افزایش میزان استهلاک انرژی، مطلوب ما می­باشد لذا در بین حالت­های مختلف طول حوضچه آرامش، افزایش طول حوضچه انتخاب می­گردد. افزایش طول حوضچه آرامش سبب افزایش استهلاک انرژی جریان و کاهش فشار و نیروی وارد بر آب­پایه انتهایی می­شود. به طوری که استهلاک انرژی جریان با افزایش طول حوضچه آرامش به 90 متر و 120 متر نسبت به مدل مرجع با طول 75 متر به ترتیب 55/0 و 8/2 درصد افزایش و نیروی وارد بر دیوار قائم آب­پایه انتهایی به ترتیب 63/5 و 45/3 درصد کاهش داشته است. در ادامه اثر قرارگیری بلوک مستطیلی بر نیرو و میزان استهلاک انرژی جریان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ایجاد بلوک مستطیلی در درون حوضچه آرامش سبب کاهش عمق ثانویه پرش و کاهش 1/7 درصدی نیرو و افزایش افت نسبی انرژی به اندازه 31/14 درصد نسبت به حوضچه مرجع در حالت صاف شده است به نحوی که استفاده از بلوک­ها حوضچه آرامش را نسبت به تغییرات در طول حوضچه اقتصادی­تر خواهد نمود. بر این اساس، از نتایج این تحقیق و روش­های مورد استفاده در آن می­توان بعنوان ایده‌ای برای تعیین حوضچه آرامش بهینه استفاده نمود