مطالعه آزمایشگاهی اتلاف انرژی جریان در سازه ی ورتکس با استفاده از روش فاکتوریل کامل

سازه ی ورتکس در سیستم های جمع آوری فاضلاب و زهکشی شهری به منظور انتقال سیال به مجاری زیرزمینی با رقوم پایین تر به کار می رود. در تحقیق حاضر، با ساخت مدل فیزیکی سازه از قطعات پلکسی گلاس، بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از آنالیز ابعادی نشان داده شده است که عدد فرود جریان (Fr)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (L/D) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (Hs/D) عوامل موثر بر بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه می باشند. در این تحقیق با در نظر گرفتن چهار سطح برای عامل Fr (۱/۷۷، ۲/۰۱، ۲/۱۸ و ۲/۳۲)، سه سطح برای عامل L/D (۱۰، ۱۳ و ۱۶)، سه سطح برای عامل Hs/D (۰، ۱ و ۲) و چهار تکرار برای تمام ترکیبات ممکن بین عوامل، ۱۴۴ (۳*۳*۴*۴) آزمایش در قالب روش فاکتوریل کامل طراحی و آنالیز شده است. نتایج نشان داد که بازدهی اتلاف انرژی جریان با افزایش عدد فرود، ۸ درصد کاهش و با افزایش نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت و نسبت عمق چاهک به قطر شفت به ترتیب ۵ و ۲ درصد افزایش می یابد. همچنین نشان داده شد که تاثیر متقابل عدد فرود جریان و نسبت عمق چاهک به قطر شفت بر بازدهی اتلاف انرژی جریان در سازه معنی دار نمی باشد. علاوه بر این، معادله ای غیر خطی به صورت تابعی از عدد فرود جریان، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت و نسبت عمق چاهک به قطر شفت  برای تخمین بازدهی اتلاف انرژی جریان با استفاده از آنالیز رگرسیون ارائه شده است. همچنین نشان داده شد که در صورت استفاده از چاهک در پایه شفت ریزشی با عمق ۱ تا ۱/۶ برابر قطر شفت، عملکرد هیدرولیکی سازه افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

Vortex structure ، Energy dissipation ، Experimental design ، Regression analysis ، سازه ی ورتکس ، اتلاف انرژی ، طرح آزمایشات ، تحلیل رگرسیون