بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی جریان فوق بحرانی در تنگ شدگی ناگهانی به همراه زبری دیواره

از مشکلات آزاد سازی آب پشت دریچه ها و مخازن، انرژی بالای جریان بوده و در صورت عدم مهار انرژی جریان خسارات قابل توجهی به سازه های پایین دست وارد می شود. از سازه های مناسب برای استهلاک انرژی ایجاد تنگ شدگی در مقطع عرضی کانال می باشد که با تشکیل پرش هیدرولیکی در بالادست جریان انرژی جریان را کاهش می دهد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر انقباض ناگهانی همراه با زبری دیواره برمیزان استهلاک انرژی درجریان فوق بحرانی انجام شد. سه نوع تنگ شدگی با عرض های نسبی ۰/۵، ۰/۶۷ و ۰/۸۳ و زبری با قطرهای نسبی متوسط ۰/۰۳۲، ۰/۰۵۱، ۰/۰۸۱، ۰/۰۴، ۰/۰۶۴، ۰/۱۰۱، ۰/۰۵۳، ۰/۰۸۵ و ۰/۱۳۵ و محدوده عدد فرود ۲/۵ تا ۷/۵ و انقباض نسبی ۸/۹ تا ۱۲/۴۲ مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا استهلاک انرژی سه نوع تنگ شدگی بدون زبری به عنوان شاهد بررسی شد، سپس برای توسعه آزمایش برای هر تنگ شدگی، سه نوع زبری در دیواره تنگ شدگی کانال بکار برده شد. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با افزایش عدد فرود جریان بالادست، استهلاک انرژی نسبی بالا دست (ΔE/E۰) افزایش می یابد. بطوریکه استهلاک انرژی در انقباض ۱۵ سانتی متر بیشتر از انقباض ۱۰ و ۵ سانتی متری می باشد. همچنین استهلاک در زبری با قطرهای نسبی ۰/۰۵۱، ۰/۰۶۴ و ۰/۰۸۵ بیشتر از بقیه زبری ها می باشد. روابط استخراج شده برای تخمین استهلاک انرژی نسبی نشان داد که نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مطابقت خوبی با یکدیگر با ضریب همبستگی ۰/۹۰۳ و خطای جذر میانگین مربعات نرمال شده ۰/۰۳ دارند.

کلیدواژه ها:

استهلاک انرژی نسبی ، انقباض ناگهانی ، زبری ، پرش هیدرولیکی