بررسی آزمایشگاهی دینامیک گرداب های با هسته هوا و پیش بینی میزان هوای ورودی به یک آبگیر افقی

در مطالعه حاضر، دینامیک گرداب های با سطح آزاد و میزان هوای ورودی به آبگیر در اثر گرداب های با هسته هوا در یک آبگیر افقی، به روش آزمایشگاهی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج ارائه شده عبارت اند از نحوه ارتباط بین مرتبه گرداب با پارامترهای هیدرولیکی آبگیر، الگوی کلی جابجایی هسته گرداب بر روی سطح آب و ارتباط آن با مرتبه گرداب، مدت زمان لازم برای تشکیل کامل هسته هوا و در نهایت برآورد نرخ هوای ورودی به آبگیر در شرایط تشکیل گرداب با هسته هوا می باشد. همچنین با تعریف شاخص عدد آبگیر، بین مرتبه گرداب و عدد آبگیر ارتباط کمی برقرار گردید و نشان داده شد که با افزایش عدد آبگیر، از ناپایداری مکانی گرداب های با سطح آزاد کاسته می شود، به گونه ای که برای اعداد آبگیر بزرگ تر از ۱، جابجایی هسته گرداب بر روی سطح آب به ناحیه ای به شعاع حداکثر دو برابر قطر آبگیر محدود می گردد. در ادامه، بین مدت زمان لازم برای شکل گیری هسته کامل هوا و عدد آبگیر نیز ارتباط برقرار گردید و نشان داده شد که با افزایش این عدد، زمان لازم برای تشکیل هسته کامل هوا به صورت نمایی کاهش می یابد. در همین راستا رابطه ای برای تخمین سرعت رشد هسته هوا بر حسب عدد آبگیر پیشنهاد گردید و به جهت صحت سنجی، با نتایج تحقیقات پیشین مقایسه شد. در بخش پایانی این تحقیق نیز به بررسی نحوه ارتباط بین نرخ هوای ورودی به آبگیر و عدد آبگیر پرداخته شد و سپس رابطه ای برای تخمین نرخ هوای ورودی بر حسب عدد فرود آبگیر پیشنهاد و با نتایج تحقیقات قبلی مقایسه گردید.

کلیدواژه ها:

Surface vortex ، Hydropower Intakes ، Experimental Study ، Air Entrainment Rate ، Air Core Instability ، گرداب ، آبگیرهای نیروگاهی ، مطالعه آزمایشگاهی ، نرخ ورود هوا ، ناپایداری هسته هوا