استهلاک انرژی جریان فوق بحرانی با کاربرد اشکال هندسی متفاوت آستانه

در پژوهش حاضر به بررسی کاربرد سازه دریچه کشویی با آستانه پرداخته شد. آستانه های به کار گرفته شده به منظور مطالعه تاثیر هندسه و عرض های مختلف تهیه گردید. هندسه های نیم استوانه ای، استوانه ای، هرمی و مکعب مستطیلی مورد آزمایش قرار گرفت. آستانه ها در عرض ۵/۷، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ سانتی متر تهیه شد. تغییرات ناشی از محل قرارگیری آستانه شامل آستانه در زیر دریچه کشویی، مماس بر بالادست و مماس بر پایین دست دریچه کشویی، بر میزان افت انرژی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که کاربرد آستانه در تمامی حالت ها، میزان استهلاک انرژی را نسبت به حالت بدون آستانه افزایش می دهد. بررسی آستانه در عرض های مختلف حاکی از این است که افزایش در عرض آستانه، به دلیل کاهش در بازشدگی دریچه کشویی، افزایش در سرعت جریان و به تبع آن کاهش عمق در مقطع اولیه پرش هیدرولیکی، سبب افزایش در میزان افت انرژی می گردد. نتایج حاصل از تغییر موقعیت آستانه نشان داد که نصب آستانه های هرمی، نیم استوانه ای، استوانه ای و مکعب مستطیلی در زیر دریجه کشویی میزان افت انرژی نسبت به پایین دست پرش هیدرولیکی را در بیش ترین عرض آستانه به ترتیب به میزان ۱۸۰، ۲۱۵، ۱۹۰ و ۱۶۵ درصد نسبت به حالت شاهد افزایش می دهد.مقادیر ذکر شده در حالت آستانه مماس بر بالادست به ترتیب به ۱۷۵، ۱۴۳، ۱۳۶ و ۱۲۸ درصد و در حالت آستانه مماس بر پایین دست دریچه کشویی به ۱۳۲، ۱۲۱، ۱۱۰ و ۱۰۳ کاهش یافت. با تعبیه کردن آستانه در هندسه های متفاوت، تاثیر بیشتر آستانه هرمی بر میزان استهلاک انرژی در موقعیت آستانه در زیر دریچه کشویی نسبت به سایر موقعیت ها برآورد گردید.

کلیدواژه ها:

استهلاک انرژی ، پرش هیدرولیکی ، آستانه ، شرایط جریان آزاد ، دریچه کشویی