بررسی آزمایشگاهی تأثیر انتقال بار بستر بر مقاومت جریان در بسترهای فرسایشی با شیب‌ تند

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی عمران آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری گروه مهندسی عمران آب ، دانشگاه آزاد اسلامی ،واحد علوم و تحقیقات ،تهران، ایران

3 دانشیار پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،تهران ، ایران

doi
10.22092/idser.2018.120668.1301
چکیده

تعیینضریباصطکاکدر بسترهای فرسایش‌پذیر اهمیت زیادیدر طراحی کانال‌های آبرفتی دارد.در خصوص پارامترهای مؤثر بر ضریب اصطکاک در بسترهای غیر فرسایشی، تاکنون مطالعات گسترده­ای صورت گرفته است. در این تحقیق با اجرای مدل آزمایشگاهی در بسترهای فرسایش‌پذیر، پارامترهای شیب بستر و میزان انتقال بار بستر بر ضریب اصطکاک بستر بررسی شده است. آزمایش‌ها در دبی‌های90/0 تا 75/4 لیتر در ثانیه و شیب‌های 2، 3 و 5 درصد روی بار بستر از ذرات غیر چسبندۀ‌ یکنواخت با دانه‌بندی‌ با قطرهای متوسط 7/1 و 29/3 میلی‌متر اجرا شده و عدد رینولدز برشی در محدودۀ 82 تا 343، عدد فرود حاصل از 93/0 تا 51/1 و دبی بی­بعد انتقال بار بستر در محدودۀ 004/0 تا 311/0 به­دست آمده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می­دهد بین شیب سه تا شیب پنج درصد، ضریب اصطکاک بستر و عدد رینولدز برشی به‌صورت قابل ملاحظه‌ای افزایش می­یابد در حالی‌که بین شیب دو تا سه درصد این افزایش چندان قابل توجه نیست. با تحلیل نتایج آزمایشگاهی مشخص شده ­است با افزایش میزان انتقال بار‌‌ بستر، ضریب اصطکاک بدون حرکت بار بستر یا مقاومت اصطکاکی جریان (fc) کاهش و افت اصطکاک ناشی از حرکت بار بستر یا مقاومت حرکت بار بستر (fm) افزایش می‌یابد. به کمک آنالیز ابعادی، پارامترهای تأثیرگذار بر (fm) بررسی گردید و رابطه‌ای تجربی برای تعیین fm  ارائه و با نتایج آزمایشگاهی محققان پیشین صحت­سنجی شد و نتایج قابل قبولی به­دست آمد.