مقایسه استهلاک انرژی در سرریز اوجی و سرریزهای پلکانی در رژیم های زیر بحرانی با استفاده از مدل عددی Flow-3D

سرریزهایکی از سازه های مهمی می باشد که همزمان با ساخت سد مورد نیاز واقع می شودو امکان خروج سیلاب های اضافه بر ظرفیت سد را میسر می سازد . از جمله کاربرد های مهم سرریز های اوجی کنترل ارتفاع و حجم آب دریاچه پشت سد است سرریز اوجی بر اساس محاسبات هیدرولیکی مربوط به سرریز ها با تاج مدور به گونه طراحی میشود که پروفیل تاج و جلو ساختمان آنها منطبق بر سطح زیرین آب لبریز شده از یک سرریز لبه تیز مستطیلی با همان مشخصات مورد نیاز در بالادست سرریز اصلی باشد.بدین منظور یک سرریز مستطیلی لبه تیز با همان مشخصات کناره بالادست سرریز لبه آبرریز انتخاب شده و همان مقدار دبی از روی سرریز لبه تیز عبور داده می شود آب ضمن عبور از روی سرریز دارای دو سطح زیرین و زبرین خواهد شد که در هر دو قسمت فشار اتمسفر یک حاکم خواهد شد.هر شکلی که سطح زیرین آب در این حالت به خود اختصاص دهد برای تاج و جلو سرریز اصلی انتخاب نموده که در این صورت حداکثر دبی بدون ایجاد پدیده کاویتاسیون از روی سرریز عبور خواهد کرد . از جمله نکات حائز اهمیت تعیین سرعت آب در پای سرریز است که می تواند در محاسبه عدد فروید و حوضچه آرامش نقش مهمی داشته باشد [1]. از آنجا که جریان در قسمتی ازروی سرریز به صورت متغییر تدریجی بوده و از طرفی افت انرژی های مختلف دیگر نیز در جریان تاثیر می گدارد ؛ محاسبه مقدار سرعت از پیچیدگی خاصی برخوردار است.[2] . فرآیند شبیه سازی سه بعدی جریان روی سرریز پلکانی به صورت عددی توسط نرم افزار Flow-3d v9.3 که مبتنی بر روش حجم محدود است ارائه شده است. همچنین برای مدل سازی آشفتگی از مدل k-ε استاندارد استفاده شده، که انطباق نتایج بدست آمده از شبیه سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی، نشان دهنده دقت بالای نرم افزار در شبیه سازی جریان عبوری از روی سرریز پلکانی دارد.

کلیدواژه ها:

سرریز اوجی ، مدل k-ε ، استهلاک انرژی ، حوضچه آرامش