نقش موقعیت آبشکن بر مؤلفه‌های سه‌بعدی سرعت در کانال‌های قوسی به روش عددی با استفاده از نرم‌افزار FLOW3D

در این مقاله به بررسی نقش موقعیت آبشکن بر مؤلفه‌های سه بعدی سرعت در کانال‌های قوسی به روش عددی با استفاده از نرم‌افزار Flow-3D پرداخته شده است. کانال مورد مطالعه یک کانال 90 درجه و با شعاع قوس خارجی 2/7 متر و شعاع قوس داخلی 2/1 متر و شعاع انحنای مرکزی 2/4 متر می‌باشد که یک آبشکن T شکل و با نسبت طول بال به طول جان معادل با بستر صلب در شرایط تغییر موقعیت آبشکن در طول کانال (30، 45، 60 و 75 درجه) با دبی ثابت 25 لیتر بر ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند، در محدوده بین 60-15 سانتیمتری عرض کانال جریان تقریباً به صورت عمقی پایین رونده می‌باشد. همچنین در مقطع به فاصله 50 درصد طول آبشکن در بالادست و در موقعیت 45 درجه نیز ملاحظه می‌گردد که در محدوده 60-51 سانتیمتری عرض کانال، جریان متشکل از دو قسمت بالا رونده و پایین رونده بوده و نیز مشاهده می‌شود که جریان تقریباً در محدوده خیلی کمی نزدیک دیواره خارجی به صورتی کاملاً عمقی بوده این جریان متمایل به حرکت به سمت قوس داخلی از خود نشان داده است تا این که در فاصله 20 سانتیمتری قوس داخلی موجب شکل‌گیری گردابه بزرگی گردیده است در فاصله‌ای معادل 1/25 برابر طول آبشکن به سمت پایین دست و در حالت استغراق 50 درصد، تأثیر جریان ریزشی از روی آبشکن باعث می‌گردد که تأثیر وجود آبشکن کم شده و فرم جریان ثانویه به سمت جریان ثانویه موجود در قوس‌های بدون آبشکن سوق یابد. در مقطع طولی بلافاصله 8 درصد عرض کانال از ساحل خارجی در حالت استغراق 25 درصد وقتی آبشکن در موقعیت استقرار زاویه 30 درجه قرار دارد در پایین دست آبشکن جریان رو به بالا خصوصاً در نزدیکی سطح آزاد مشهود است در حالت استقرار آبشکن در زاویه 45 درجه به بعد به دلیل افزایش زاویه استقرار، جریان تغییرات چندانی در پایین دست نسبت به بالادست ندارد و فقط در اطراف آبشکن و ناشی از هندسه آبشکن تغییراتی مشاهده می‌گردد. در تراز 60 درصد در بستر اولیه برای موقعیت‌های مختلف پیرامون آبشکن T شکل در قوس 90 درجه و استغراق صفر درصد، خطوط جریان در نواحی نزدیک قوس داخلی با تبعیت از انحنای قوس به سمت خروجی قوس حرکت می‌کند ولی در نواحی نزدیک دیواره خارجی کانال خطوط جریان تا قبل از رسیدن به موقعیت آبشکن، تحت تأثیر انحنای قوس حرکت کرده ولی بعد از عبور از موقعیت آبشکن به دلیل انحراف موضعی که توسط آبشکن در این خطوط ایجاد شده است، به سمت قوس داخلی حرکت نموده و در اطراف آبشکن نیز تشکیل گردابه می‌دهند.

کلیدواژه ها:

آبشکن Tشکل ، الگوی جریان ، دبی ثابت ، اثر موقعیت ، Flow-3D