بررسی اثر شعاع انحنای کانال بر مشخصات هیدرولیکی جریان در سطوح شیب دار

مسیرهای خم رودخانه از مناطق مهم در بررسی الگوی جریان به شمار می روند. جریان در خم های رودخانه تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز و گرادیان فشار قرار دارد. با توجه به آنکه رودخانه ها دارای شیب های بستر مختلف بوده اند، بنابراین، مطالعه الگوی جریان سه بعدی در این گونه از مجاری اهمیت بالایی دارد. هدف این مقاله بررسی مولفه های سرعت سه بعدی جریان در خم های ملایم و تند ۹۰ درجه با بستری شیب دار بوده است. آزمایش ها در کانالی با نسبت شعاع انحنای مرکزی به عرض دو، چهار و شش انجام شده که اندازه گیری سرعت جریان با استفاده از سرعت سنج Vectrino که از پیشرفته ترین انواع سرعت سنج هاست، صورت گرفته است. نتایج نشان داد که به دلیل وجود مولفه وزن سیال آب در راستای شیب بستر، حداکثر سرعت طولی جریان در بخش های ابتدایی خم برای خم های ملایم در نزدیکی دیواره خارجی رخ می دهد، درحالی که در بخش های انتهایی به نزدیکی میانه عرض کانال منتقل می شود. در همه اعداد فرود و در همه قوس ها نیم رخ عرضی سرعت به دولایه یکی نزدیک به دیواره خارجی قوس با میزان حداکثر سرعت و در لایه نزدیک به دیواره داخلی نیمرخ حداقل سرعت در فاصله ۲۵ درصدی عرض کانال قابل تفکیک می باشد همچنین مشاهده شد با افزایش دوبرابری عدد فرود از مقدار ۰۵/۰ به ۱/۰ موقعیت بیشینه تنش برشی از محدوده تا زاویه ۳۰ درجه، به محدوده تا زاویه ۵۰ درجه مقطع و در نزدیکی دیواره خارجی امتداد یافته است.

کلیدواژه ها:

سرعت سه بعدی ، الگوی جریان ، سرعت سنج Vectrino ، مطالعه آزمایشگاهی