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.2018.120668.1301چکیده
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.