مدل هیدرولیکی سیستم تخلیه کننده تحتانی سد نرماشیر

تخلیه کننده ها مجموعه ای از سازه ها هستند که برای انتقال آب از دریاچه سد به نقطه تخلیه در پایین دست به کار می روند. از این رو به دلیل اهمیت موضوع این بخش از سد، تحلیل عملکرد تخلیه کننده شامل مجرا، دریچه ها و خروجی آن از حساسیت خاصی برخوردار است. وجود جریان تحت فشار در بالادست دریچه تخلیه کننده، وجود افت انرژی جریان به علت عوامل مختلف و همچنین مقادیر بسیار کم نسبت باز شدگی دریچه به هد آب روی دریچه تخلیه کننده، سبب می شود استفاده از روابط و نتایج به دست آمده از روش های تیوری باعث خطاهای چشم گیری در تعیین پارامترهای مختلف مربوط به تخلیه کننده ها از جمله مقادیر افت فشار دریچه ها و ظرفیت آب گذری آن شود. تحقیق حاضر، با هدف بررسی توزیع فشار در نقاط مختلف مجرای تخلیه کننده، تعیین ظرفیت آب گذری دریچه و محاسبه ضریب آب گذری آن، بررسی امکان رخداد کاویتاسیون، تعیین قطر مناسب لوله هواده و همچنین تعیین ضرایب افت های اصلی در مجرا شامل ؛ افت اصطکاکی، افت ناشی از تبدیل و افت دریچه، با استفاده از داده های به دست آمده از مدل فیزیکی تخلیه کننده تحتانی سد نرماشیر، صورت گرفته است. بر این اساس مدل فیزیکی مجرا و دریچه ها (سرویس و اضطراری) طراحی و در آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته و آزمایشات لازم انجام پذیرفت. مقادیر هد فشار در نقاط مختلف و میزان آبگذری دریچه در 6 تراز مخزن اندازه گیری و نتایج آن در جداول و نمودارهای مربوطه ارایه شدند. نتایج نشان داد روند تغییرات ضریب آبگذری دریچه سرویس در اختلاف تراز حداکثر، از بازشدگی 2 تا ‮‭10‬ درصد سیر صعودی داشته، و از بازشدگی ‮‭10‬ الی ‮‭30‬ درصد، روندکاهشی را طی کرده و در ادامه از بازشدگی ‮‭30‬ تا ‮‭70‬ درصد با آهنگ نسبتا ملایم روند افزایشی به خود می گیرد و در نهایت از بازشدگی ‮‭70‬ درصد به بالا سیر افزایش ضریب آبگذری، شیب تندتری به خود می گیرد. این روند در سایر ترازهای مورد آزمایش نیز دیده می شود، لذا آهنگ تغییرات ضریب آبگذری در دو تراز پایینی، از بازشدگی ‮‭50‬ درصد به بالا آغاز می شود. همچنین در این تحقیقات حداکثر نیروی افقی در بازشدگی 2 درصد دریچه ظاهر شده و مقدار آن معادل ‮‭2410‬ کیلونیوتن تعیین شد. حداکثر نیروی افقی وارد بر دریچه اضطراری نیز در بازشدگی اولیه ظاهر شده و مقدار آن معادل ‮‭2507‬ کیلونیوتن تعیین شد. براساس محاسبات به عمل آمده حداکثر فرکانس تحریک در اثر عبور جریان از مجرا حدود ‮‭80‬ برثانیه تعیین شد که این ارتعاش با اضافه کردن قطر لوله بالابر یا همان بازوی نگهدارنده دریچه ها، قابل کنترل می باشد. کلید واژه ها: تخلیه کننده تحتانی، دریچه کشویی، ضریب آبگذری، ضریب افت، مکاویتاسیون، مدل فیزیکی، هوادهی.

کلیدواژه ها:

تخلیه (مکانیک سیالات) ، تخلیه ، دریچه هیدرولیکی ، آبگذری ، افت ، مدل فیزیکی ، هوادهی ، سد ، سد نرماشیر ، کرمان (استان) ، نرماشیر (ایران)