بررسی خصوصیات جریان و پارامترهای فشار پرش هیدرولیکی آزاد و مستغرق در حوضچه‌های آرامش USBR

نویسندگان

1 کارشناس آزمایشگاه هیدرولیک، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز

4 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه تبریز

doi
10.22060/ceej.2020.17791.6676
چکیده

در این تحقیق، خصوصیات جریان و پارامترهای فشار در پرش هیدرولیکی در یک فلوم آزمایشگاهی بررسی شده است. نتایج حاصل برای اعداد فرود اولیه مختلف (Fr1) در پایین‌دست سرریز اوجی در کف حوضچه آرامش نوع دو USBR با حوضچه‌های نوع یک USBR مقایسه شده است. ابعاد سرریز اوجی شکل و حوضچه آرامش، بر اساس معیارهای USBR طراحی شده‌اند. داده‌های فشار نقاط واقع در کف حوضچه با استفاده از مبدل‌های فشار با بسامد 20 هرتز ثبت شده‌اند. پارامترهای آزمایشگاهی شامل عمق و سرعت جریان در موقعیت‌های ابتدا و انتهای پرش آزاد (Y1، Y2، V1، و V2)، و پرش مستغرق (Y3، Yt، V3، و Vt) اندازه‌گیری شدند. در تحقیق حاضر، پارامترهای بی‌بعد راندمان استهلاک انرژی (εt)، ارتفاع نظیر فشار متوسط (Ψ*X)، انحراف معیار نوسانات فشار (Φ*X)، ضریب حداکثر نوسان فشارهای مثبت (CP+)، ضریب حداکثر نوسان فشارهای منفی (CP‒)، ضریب کل نوسانات فشار (CP) و ضریب چولگی (Ad) بررسی شدند. مقادیر پارامترهای فشار تابع Fr1، موقعیت نقطه (Γ*X) و درجه استغراق (S) هستند. نتایج نشان داد که با کاهش مقادیر Fr1، پارامتر εt کاهش می‌یابد. پارامتر Φ*Xmax در حوضچه نوع دو USBR در مقایسه با حوضچه‌های نوع یک در پرش آزاد، در حدود 30 درصد کاهش می‌یابد. کاهش مقادیر Φ*Xmax در پرش مستغرق با  S=1/4  در مقایسه با پرش آزاد، در حدود 29 درصد است. مقادیر ضرایب CP+max و  |CP‒|maxدر پرش مستغرق با   S=1/4در مقایسه با پرش آزاد، به طور متوسط به ترتیب برابر با 15 و 17 درصد کاهش می‌یابند.