مطالعۀ پدیدهشناسی پرشهای هیدرولیکی چندضلعی
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، ایران
2 گروه مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران
3 دانشگاه بیرجند
doi
10.22067/fum-mech.v31i1.83280چکیده
یکی از پدیدههای مورد مطالعۀ دانشمندان در سالهای اخیر، پدیدۀ پرش هیدرولیکی چندضلعی است. حدود دو دهه از مشاهدۀ این پدیده میگذرد، اما هنوز علّت ایجاد و شکلگیری این پدیده نامعلوم است. هدف اصلی در این تحقیق مطالعۀ پدیدهشناسی پرشهای هیدرولیکی چندضلعی است. به همین منظور، این پدیده به روش آزمایشگاهی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که علّت شکلگیری پرش هیدرولیکی چندضلعی، حضور اغتشاشات و ناپایداریهای موجود در جریان، سیستم و یا محیط است. این ناپایداریها بر اساس پدیدۀ رایلی‑پلاتو و در حضور اثرات کشش سطحی و لزجت، پرش هیدرولیکی دایروی پایدار را ناپایدار کرده و آن را به یک پرش چندضلعی تبدیل میکند. با حذف ناپایداریها، پرش دایروی پایدار ایجاد گردید. این پرش بر خلاف نتایج محقّقان در کارهای قبلی از اعداد رینولدز کم تا اعداد رینولدز بالا پایدار است. همچنین در این تحقیق، رفتار پرشهای هیدرولیکی چندضلعی که در کارهای قبلی و در حضور ناپایداریها شکل گرفتهاند، بررسی شد. در یک دبی ثابت، مساحت داخل پرش، برای همۀ پرشهای ممکن، تقریباً با خطای کمتر از حدود 10 درصد، برابر است. از بین چندضلعیهای با تعداد اضلاع برابر که برای یک دبی خاص محتمل است، پرش به شکل چندضلعی منتظم درمیآید؛ زیرا بهطور طبیعی، کشش سطحی تلاش میکند تا کمترین سطح رویۀ ممکن را برای پرش ایجاد کند.
