ارزیابی اثرات هندسه سرریز پلکانی در میزان استهلاک انرژی جریان عبوری با استفاده از سیستم استنتاج فازی

از مشخصه های بارز در عملکرد سرریز پلکانی، قابل ملاحظه بودن استهلاک انرژی در طول آن در مقایسه با انواع سرریزهای دیگر می باشد. با توجهبه این ویژگی، کوشش جهت کسب دیدگاهی دقیق تر در ارتباط با پارامتر استهلاک انرژی و نهایتاً افزایش مقدار آن، محور اکثر تحقیقات مربوط به ایننوع از سرریزها بوده است. در این مطالعه جهت ارزیابی تأثیر پارامترهایی چون عمق بحرانی ((y(c)، تعداد پله ها (N) و شیب کف پله ها (α) با ثابت در نظر گرفتن نسبت طول و ارتفاع کلی سرریز، از مدل نرم افزار Flow-3D به عنوان یک نرمافزار قوی در تحلیل میدان جریان، استفاده گردیده است. به منظور صحت سنجی عملکرد مدل عددی مربوطه در تخمین پارامتر استهلاک انرژی نیز یک مدل فیزیکی سرریز پلکانی در یک کانال جریان آزمایشگاهی موردآزمایش قرار گرفته و با استفاده از سیستم پردازش تصویر، تغییرات پروفیل سطح جریان ارزیابی شده است. نتایج حاصل نشان میدهند که با افزایشمقدار دبی، میزان استهلاک انرژی کمتری حاصل می شود. تعداد پلکان و شیب معکوس روی پله ها نیز از جمله عوامل دیگری هستند که بر میزاناستهلاک انرژی تأثیر می گذارند. با افزایش تعداد پلکان و شیب معکوس روی هر پله، استهلاک انرژی بیشتر میشود. به طوری که در مدل 4 پله ای و باشیب ثابت 4 درجه، تغییرات دبی از 0/03 به 0/08 متر مکعب بر ثانیه، باعث کاهش میزان استهلاک انرژی به اندازه 1/5% گشته در حالی که در دبی ثابت 0/03 متر مکعب بر ثانیه، تغییر حالت پله از شیب صفر به شیب 4 درجه موجب افزایش استهلاک انرژی به میزان 0/9% گردیده است. نهایتاً نظر به اهمیت روز افزون محاسبات نرم در مطالعه مسائل عملی، به ارزیابی پارامتر استهلاک انرژی روی سرریز پلکانی با استفاده از سیستم استنتاج فازیپرداخته و اقدام به تهیه یک مدل سیستم استنتاج فازی بر اساس شرایط موجود شده است. مشاهده میگردد که نتایج حاصل از سیستم استنتاج فازی بامقادیر پیش بینی شده توسط مدلسازی عددی و داده های آزمایشگاهی دارای تطابق مناسبی است. ارزیابی نتایج حاصله، دلالت بر کارآئی مفهوم سیستماستنتاج فازی در محاسبه پارامتر استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی دارد.

کلیدواژه ها:

سرریز پلکانی ، استهلاک انرژی ، سیستم استنتاج فازی ، مدل فیزیکی ، سیستم پردازش تصویر ، نرم افزار Flow-3D