بررسی عددی تاثیرات تغییر شیب و هندسه بدنه سریز پلکانی بر عملکرد هیدرودینامیکی سرریز

استهلاک انرژی در روی سرریزها از جمله مسائل اساسی در علوم مربوط به مهندسی آب می باشد در سالهای اخیر سرریز های پلکانی به علت هزینه ساخت پایین و بازدهی بالا نقش مهمی در مستهلک کردن انرزی جریان داشته اند.هدف از تحقیق حاضر بررسی تاثیر تغییر هندسه و تغییر شیب طولی سرریز های پلکانی بر عملکرد هیدرودینامیکی سرریز میباشد. به منظور صحت سنجی عملکرد مدل عددی در تخمین پارامتر فشار از مدل آزمایشگاهی چن و همکاران استفاده شده است .[۱] در این راستا با استفاده از مدل عددی FLOW-۳D چندین مدل با تغییر در چیدمان مانع ها و تغییر در طول پله مورد بررسی قرار گرفته است . بررسی نتایج عددی نشان میدهد تغییر شیب طولی ، تغییر هندسه با مانع و تغییرات طول پله سرریز پلکانی به ترتیب ۸۸/۱۲ و ۵۱/۳ و ۲۳/۱۰ درصد بر عملکرد هیدرولیکی سرریز پلکانی تاثیرگذار بوده است . در شبیه سازی جریان عبوری از سرریز پلکانی در تحقیق حاضر از مدل آشفتگی k - ε(RNG) استفاده شد. جریان در هر یک از مدلها برای دو دبی مختلف ۰۳/۰ و ۰۶/۰ متر مکعب بر ثانیه مطالعه شدودر ادامه با تغییر شیب طولی سرریز پلکانی برابر با ۱۰ و ۱۵ درجه ، تغییر شکل هندسه سرریز با ایجاد موانع و تغییر نسبت طول موانع بر روی پله سرریز پلکانی با ثابت در نظر گرفتن ارتفاع موانع برابر با ارتفاع پله و تغییر طول پله مدلهای متنوعتری مورد بررسی قرار گرفت . نتایج این مطالعه نشان می دهد کمترین مقدار پارامتر حداکثر فشار در دبی های ۰۳/۰ و ۰۶/۰ متر مکعب بر ثانیه به ترتیب مربوط به مدلهای ۵ و ۴ و بیشترین مقدار حداکثر فشار جریان در این دو دبی مربوط به مدلهای ۷ و ۶ می باشد. هم چنین بکارگیری یک در میان موانع در پله ها عملکرد بهتری از لحاظ افزایش میزان استهلاک انرژی ایجاد می کند نسبت به حالتی که موانع در سرتاسر پله ها ایجاد شود. و بررسی نتایج پارامتر سرعت جریان نشان داد ایجاد زاویه ۱۰ درجه در پله های ابتدایی سرریز، اثرگذاری بیشتری بر کاهش سرعت جریان در سرریزهای پلکانی دارد.

کلیدواژه ها:

سرریز پلکانی ، استهلاک انرژی ، تغییر شیب ، تغییر هندسه بدنه سرریز ، FLOW-۳D