4797120-172537

198120190505

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال ششم، شماره سوم، بهار 1396

بررسی فشارهای ناشی از برخورد جت های ریزشی به بستر حوضچه استغراق

منوچهر فتحی مقدم1*، سجاد کيانی2 و بابک لشکرآرا3

1*( استاد؛ گروه سازه هاي آبي؛ دانشکده مهندسي علوم آب؛ دانشگاه شهيد چمران اهواز؛ اهواز؛ ایران
*نویسنده مسئول مکاتبات: fathi49@gmail.com
2( دانشجوي دکتري؛ گروه ساز ههاي آبي؛ دانشکده مهندسي علوم آب؛ دانشگاه شهيد چمران اهواز؛ اهواز؛ ایران
3( استادیار؛ گروه مهندسي عمران؛ دانشگاه صنعتي جندي شاپور دزفول؛ دزفول؛ ایران

15846553558

تاریخ دریافت: 12/04/95 تاریخ پذیر : 01/08/95

چکيده
حوضچه‌هاي‌استغراق‌به‌منظور‌استهلاک‌انرژي‌اضافي‌در‌پايين‌دست‌سرريزهاي‌ريزشي‌سدها‌ساخته‌مي‌شود.‌سرعت‌جريان‌در‌اثر‌برخورد‌جت‌آب‌به‌بستر‌حوضچه‌به‌فشار‌ديناميكي‌تبديل‌مي‌شود.‌هدف‌تحقيق‌حاضر،‌بررسي‌فشار‌ناشي‌از‌برخورد‌يک‌جت‌قائم‌به‌بستر‌حوضچه‌استغراق‌مي‌باشد.‌از‌اين‌رو،‌آزمايش‌ها‌براي‌چهاار‌دبايمختلف‌)متناسب‌با‌قطر‌نازل‌بين‌6‌تا‌5/27‌ليتر‌بر‌ثانيه‌متغير‌بوده(‌در‌سه‌قطر‌نازل‌متفاوت‌3/4،‌2/5‌و‌2/8‌سانتي‌متر‌براي‌چهاار‌ارتفاار‌رياز 37،‌60،‌90‌و‌120‌سانتي‌متر‌انجام‌شده‌است.‌همچنين‌آزمايش‌ها‌براي‌سطوح‌صاف‌و‌زبر‌در‌شرايط‌هيدروليكي‌يكسان‌انجام‌و‌نتايج‌آن‌هابا‌يكاديرر‌مقايساه‌شاده‌اسات.‌مقاادير‌فشاارديناميكي‌توسط‌يک‌ترانسديوسر‌فشار‌اندازه‌گيري‌شده‌است.‌نتايج‌آزمايش‌ها‌نشان‌مي‌دهد‌که‌افزايش‌قطر‌نازل‌جت‌موجب‌کاهش‌ضريب‌فشار‌دينااميكيماي‌شاود‌.‌همچنين‌نتايج‌نشان‌دهنده‌يک‌افزايش‌در‌مقدار‌فشار‌ديناميكي‌به‌دليل‌وجود‌زبري‌در‌صفحه‌برخورد‌است.‌بعلاوه،‌تغييرات‌عدد‌فرود‌جت‌جريان‌و‌ارتفار‌ريز‌ تاثث‌ير‌بسزايي‌بر‌روي‌فشار‌ديناميكي‌دارد‌.مقدار‌بيشينه‌فشار‌ديناميكي‌در‌مرکز‌صفحه‌تماس‌بوده‌و‌با‌دور‌شده‌از‌مرکز‌صفحه،‌مقدار‌آن‌به‌تدريج‌کاهش‌مي‌يابد.

کليدواژه ها: جت‌ريزشي؛‌حوضچه‌استغراق؛‌سرريز‌سد؛‌سطح‌زبر؛‌عدد‌فرود

مقدمه
در سال هاي اخير نيااز باك کاهناده هاا ي اناريي باك منظاور استهلاك انريي جت آب ناشي از سايلاب هاا کاك از روي سد عبور مي کند مورد توجك است .بك منظاور تخلياك آب از کنار و یا از روي سدها معمولاً از سرریزهاي آزاد آبشاري مستقر در تراز نزدیك بك تاج سد و یاا سارر یزهاي پار اسکي و پرتاب کننده ي جامي شکل استفاده مي شود کاك در شکل 1 خروج آب بك صورت جت آزاد بك هوا نشاان دادهشده است. اما مسئلك اصلي آن است کك جریان سيلاب باكنحوي خارج گردد کك اناريي باالاي جات آب منجار باكآبشستگي پایين دست و نهایتاً تخریب سد نگردد .مطالعات محققان گویاي این مطلب است کك تنها بخش کاوچک ي از انريي جات در ارار ساقو و اخاتلا باا هاوا مساتهلك مي گردد.
68366647876032

سال

ششم

/

شماره

3
/

سال

ششم

/

شماره

3

/

ميزان کاهش انريي در این مورد طبق مطالعات انجاام
گرفتك در حدود 12 درصد است )Peter, 1994(. در نتيجك نياز است تا سازه اي براي کاهش بيش تار اناري ي احادا گردد .در پایين دست جریان هاي فوراني-آبشاري، اساتفادهاز حوضچك هاا ي اساتررا باراي اساتهلاك اناريي ماازادانتخاب شایستك اي است بك طوري کك بخش زیادي از انريي جت در حوضچك، کاستك مي شود و این حوضچك ها باا آرام ک ردن جری ان ج ت ریزش ي، درنهای ت آن را ب ك بس تر رودخانك در پایين دست هدایت مي کنند.
78/ فتحی مقدم و همکاران
شکل 1. تصویر شماتیک پرتابه آب از سرریز سد)2007 ,Castillo(

بك طورکلي طراحي حوضچك هاا ي اساتررا بار مبنااي تعيين عمق آبشستگي با استفاده از پارامترهاي دباي، عماقپایاب، اختلاف ارتفاع سطح آب مخزن تا پایااب و انادازه مصالح بستر پایين دست ماي باشاد. در بعياي شارایه باكدلایل مختلفي از جملك ضرورت هااي اتتصاادي و ایمناي،طراحي حوضچك باا اساتفاده از عماق آبشساتگي مناسابنمي باشد. در این صاورت از حوضاچك هاا ي پوشاش دادهشده استفاده مي شود و طراحي آن بر اساس تعياين توزیا فشارهاي وارد بك کف و دیاوار ه هاا ي حوضاچك آن انجاام مي شود. ویژگي هایي چاون غيا ر همگنا ي و ترييارات ساك بع دي خصوص يات جری ان ه اي م تلاطد در س ازه ه اي مستهلك کننده انريي و همچنين عادم وجاود رو کلاي مشخص و معيني براي تعيين فشارهاي دینااميکي در ایانسازه ها، مان از مطالعك تحليلي این گونك جریآن هامي شاود . بك همين دليل اساتفاده از مادل فيزیکاي یکاي از بهتارینرو ها براي بررسي و مطالعك پارامترهاي هيادروليکي ازجملك فشار دیناميکي در این سازه ها مي باشد.
مکانيسد چگونگي اتلاف انريي جت جریاان ریزشاي در حوض چك ه اي اس تررا و بررس ي مقاادیر مختلاف فشارهاي دیناميکي مورد توجك محققين بسياري در طي دو دهك اخير ترار گرفتك اسات.Hartung و Häusler )1973( آزمایش هایي در زمينك ي جت هاي عماود ي ریاز کننادهبك حوضچك استررا انجام دادند و فشار ناشي از برخاوردجت بك یك صفحك افقي را بك وسيلك ماانومتر انادازه گياري کردن د. ایش ان نت ایج آزم ایش ه اي خ ود را ب ك ص ورت معادلاتي تجربا ي جهات تع ياين فشاار د ینااميکي وارد باكصفحك و در امتداد محور مرکزي جت ارائك دادند. پا ازآن Ervine و Falavey )1987( وErvine و همکاااااااران )1997( بك بررسي نوسانات فشار دینااميکي باا توجاك باك شدت توزیا آشافتگ ي1)Tu( جات آزاد پرداختاك و نتاایج جت هاي دایره اي را با جت هاي مستطيلي مقایساك کردناد،بك علاوه درجك شکست جت نيز تبل از ورود بك حوضاچكو اررات ورود هوا بك آن نياز توساه ایان محققا ين ماوردبررس ي ت رار گرفات. Castillo و همک اران )1999( باا ب ك ک ارگيري م دل فيزیک ي، مق ادیر ح داک،ر، ح داتل و مي انگين فش ارهاي نوس اني وارد ب ر کاف حوضاچك را
1 Turbulence intensity
4694038105394

سال

ششم

/

شماره

3
/

سال

ششم



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

پاسخ دهید