بررسی الگوی جریان اطراف آبشکن ها در قوس ها با استفاده از مدل تجربی و مطالعه آزمایشگاهی

به دلیل وجود جریان های ثانویه در قوسی ها، قوسی بیرونی همواره در معرض تخریب و فرسایش می باشد. روش های متعددی جهت مقابله با فرسایش قوس بیرونی وجود دارد که یکی از ساده ترین و در عین حال اقتصادی ترین روش ها استفاده از آبشکن می باشد. آبشکن به عنوان مانعی در مسیر جریان باعث افزایش تنش برشی شده و افزایش فرسایش و آبشستگی در اطراف آبشکن را به همراه خواهد داشت. مطالعات صورت گرفته در زمینه آبشکن ها نشان می دهد که قسمت دماغه آبشکن بیشتر از مناطق دیگر در معرض آبشستگی می باشد. پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق شامل الگوی جریان، سرعت و دبی، عدد فرودو عمق ... می باشد.بر این اساسی با توجه به استانداردهای موجود محدوده فرسایش پذیر در قوسی تعیین گردید. پس از تعیین این محدوده آبشکن ها با ابعاد مورد نظر در محدوده فرسایش پذیرقوس قرار گرفته، نتایج این مقایسه نشان داد که کلیه روابط ارایه شده توسط محققین دیگر بدلیل در نظر نگرفتن جریانهای ثانویه و گردابه های ایجاد شده در اطراف آبشکنها در قوس، اطلاعات برداشت شده مربوط به سرعت جریان مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق مولفه های سه بعدی سرعت در قوس بدون حضور آبشکن ها برداشت گردید و آزمایش های بعدی مربوط به الگوی جریان در اطراف سه طول آبشکن مورد استفاده در این تحقیق می باشد. با مقایسه نمودارها معلوم میشود که افزایش طول آبشکن ها تاثیر چندانی بر محل وقوع تنش برشی بیشینه نمی گذارد و بیشینه تنش برشی در هر سه حالت طولی بین زاویه 70 تا 80 درجه ی قوسی اتفاق می افتد. با رسیدن به انتهای قوسی و تضعیف اثرات جریانات ثانویه نمودارهای هر سه حالت تنش برشی با یک شیب ملایم شروع به کاهش می کنند.این مقایسه اهمیت تحقیق مورد نظر را نشان می دهد. در نهایت نیز علاوه بر ارایه طرح جانمایی آبشکن ها مشکلات طرح اجرا شده مورد بررسی قرار گرفت.

کلیدواژه ها:

الگوی جریان ، آبشکن ، گردابه ، پایداری ، قوس