مروری بر عملکرد شیب شکن های مایل و قائم بر پارامترهای هیدرولیکی موثر و مکانیزم استهلاک انرژی

در کانال های آبیاری و زهکشی عموما برای انتقال آب از تراز ارتفاعی بالاتر به تراز پایین تر از شیب شکن ها استفاده می گردد. شیب شکن های قائم و مایل به عنوان سازه های هیدرولیکی موثر در مهار انرژی جنبشی جریان، نقشی کلیدی در کنترل فرسایش بستر و کاهش خسارات پایین دست دارند. این مقاله مروری به بررسی مقایسه ای عملکرد این دو نوع شیب شکن در استهلاک انرژی جریان پرداخته و مکانیزم اصلی اتلاف انرژی یعنی برخورد جت ریزشی جریان با بستر پایین دست و تشکیل پرش هیدرولیکی را تبیین می نماید. نتایج تحقیقات نشان می دهد که شیب شکن های قائم در شرایط مشابه نسبت به شیب شکن های مایل، به طور متوسط ۲۰ تا ۳۵ درصد استهلاک انرژی بیشتری ایجاد می کنند. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی با ایجاد اغتشاشات موثر در بستر جریان، موجب افزایش میانگین استهلاک انرژی به میزان ۳/۷۴٪ در شیب شکن قائم و ۶/۴۹٪ در شیب شکن مایل در مقایسه با مدل پایه شد. همچنین، استفاده از المان هایی مانند زبری و صفحات مشبک به ترتیب باعث کاهش طول پرش هیدرولیکی به میزان ۲۲٪ و ۳۱٪ گردید. در تحلیل نهایی، علاوه بر کاویتاسیون، به خلاهایی چون عدم پایداری جریان، کمبود داده های میدانی و فرسایش موضعی در شیب شکن ها نیز اشاره شده است.. اگرچه تمرکز اصلی این مطالعه بر مرور مطالعات شیب شکن های مایل و قائم است، اما در جریان تحلیل ها، برخی زمینه های مغفول مانده نظیر پدیده ی کاویتاسیون، کمبود داده های میدانی در خصوص رفتار جریان در دبی های بالا، تاثیر بلند مدت پارامترهای هندسی بر پدیده های هیدرولیکی نیز به عنوان خلاهای تحقیقاتی قابل توجه نمایان شدند که می توانند در مطالعات آینده مورد توجه بیشتری قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

شیب شکن مایل ، شیب شکن قائم ، استهلاک انرژی ، سازه های الحاقی ، مستهلک کننده های انرژی