بررسی افت انرژی در پرتاب کننده جامی دندانه ای و مثلثی دندانه ای در شرایط آزمایشگاهی و عددی

استفاده از پرتاب کننده های جامی و مثلثی با شکل های مختلف، به دلیل ایمنی و استهلاک بهتر انرژی برای محافظت از بستر پایین دست ابنیه های آبی و همچنین مزایای اقتصادی نسبت به سایر مستهلک کننده های انرژی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. هدف این پژوهش بررسی افت انرژی جریان عبوری در سرریز جامی دندانه ای و مثلثی دندانه ای در شرایط آزمایشگاهی و عددی است. مدل سازی فیزیکی و عددی در یک فلوم مستطیلی به طول ۹ متر، عرض ۰/۵ متر و ارتفاع ۰/۵ متر و سرریز جامی و مثلثی با دندانه با ابعاد مشخص مطابق استاندارد USBR در شدت جریان های مختلف در شرایط آزمایشگاهی و عددی استفاده شد. میزان افت انرژی در سرریز جامی دندانه ای ۷۱/۴ درصد و مثلثی دندانه ای ۷۴/۸ درصد در شرایط آزمایشگاهی به دست آمد که نشان داد سرریز مثلثی دندانه ای در زمینه اتلاف انرژی عملکرد مناسب تری نسبت به سرریز جامی دندانه ای دارد. نتایج به دست آمده نشان داد، شکل هندسه سرریز و وجود دندانه در انتهای سازه عامل مهم و تاثیرگذاری در میزان اتلاف انرژی جریان های عبوری از سرریزهای جامی دندانه ای و مثلثی دندانه ای دارد که باعث شکسته و فشرده شدن بیشتر خطوط جریان عبوری و به تبع آن افزایش سرعت در لحظه پرتاب و درنهایت اتلاف نسبی انرژی بیشتر در پایین دست سازه می شود. پس از تعیین عملکرد بهتر سرریز مثلثی دندانه ای در اتلاف انرژی، به شبیه سازی عددی سرریز مثلثی دندانه ای به روش محاسبات عددی در نرم افزار Flow-۳D پرداخته شد. نتایج تحلیل نشان داد که میزان اتلاف انرژی در سرریز مثلثی دندانه ای در محاسبات عددی ۸۷/۵ درصد بود که نشان دهنده همسو بودن و صحت آزمایش های انجام شده با شرایط آزمایشگاهی است.

کلیدواژه ها:

Froud number ، Energy loss ، Dentated flip bucket ، Dentated triangular sill ، Flow-۳D software ، عدد فرود ، افت انرژی ، سرریز جامی دندانه ای ، سرریز مثلثی دندانه ای ، D۳-Flow