بررسی جریان روی سرریز کرامپ در شرایط جریان آزاد و مستغرق

در مطالعه حاضر، ضریب دبی و الگوی جریان بر روی یک سرریز کرامپ با هندسه های مختلف در شرایط هیدرولیکی متنوع در حالت جریان دائمی و در شرایط جریان آزاد و مستغرق به صورت عددی و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. از آنجایی که سرریزهای کرامپ، سازه های ساده و مقرون به صرفه ای هستند و لذا بررسی اتلاف انرژی در سرریزهای کرامپ و کاهش آبشستگی در آن ها حائز اهمیت است. در این مطالعه سه سرریز با ارتفاع ۱۵/۰ متر و یک سرریز با ارتفاع ۲/۰ متر مورد بررسی قرار گرفتند. این چهار سرریز دارای شیب های متفاوت در بالادست و پایین دست هستند. همچنین از پنج دبی ۰۳/۰، ۰۳۵/۰، ۰۴/۰، ۰۴۵/۰ و ۰۵/۰ متر مکعب بر ثانیه استفاده شد. به منظور شبیه سازی عددی جریان عبوری از سرریز کرامپ از مدلFlow ۳D استفاده شد. ضریب آبگذری سرریز کرامپ با افزایش نسبت بی بعد کل بار هیدرولیکی به ارتفاع سرریز و عدد فرود کاهش یافت. بیشترین ضریب آبگذری در سرریز کرامپ با ارتفاع ۲/۰ متر و زاویه ۴۵ درجه نسبت به افق در شرایط جریان آزاد و مستغرق مشاهده شد. همچنین کمترین ضریب دبی توسط سرریز کرامپ با ارتفاع ۱۵/۰ متر و زوایای پایین دست و بالادست به ترتیب ۶۰ و ۳۰ درجه نسبت به افق در هر دو شرایط ایجاد شد. نتایج نشان داد ضریب آبگذری سرریزها با زوایای شیب یکسان بالادست و پایین دست نسبت به زمانی که شیب بالادست بیشتر از شیب پایین دست بود، تقریبا ۱۶ درصد افزایش یافت. مقدار هد هیدرولیکی بالادست سرریز، ضریب آبگذری و عدد فرود در جریان مستغرق نسبت به شرایط جریان آزاد ۳/۷ درصد افزایش و ۳/۳ و ۲۴/۵ درصد کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

ضریب آبگذری ، مدل آزمایشگاهی ، جریان آزاد ، شبیه سازی عددی ، جریان مستغرق