مطالعه آزمایشگاهی افت انرژی در سرریزهای پلکانی-کنگره ای در رژیم جریان سطحی

یکی از موضوعات مهم در طراحی سدهای مخزنی، اتلاف انرژی جریان عبوری از سرریز آن ها می باشد که معمولا با ایجاد حوضچه ی آرامش در پایین دست، ساخت پرتاب کننده ی جامی شکل و یا احداث سرریز پلکانی انجام می شود. توسعه ی مصالح و روش های ساخت نظیر استفاده از بتن غلطکی امکان افزایش ساخت سرریزهای پلکانی را فراهم می کند. این سرریزها مقاومت اصطکاکی بیش تری در جریان ایجاد نموده و در نتیجه منجر به اتلاف انرژی بیش تری می گردد. درنتیجه طول حوضچه ی آرامش در پایین دست آن کوتاه تر و هزینه ی ساخت آن کم تر خواهد شد. از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر افت انرژی در سرریزهای پلکانی، رژیم جریان، زبری سطح پلکان ها، شیب سرریز و هندسه ی کنگره ها می باشد. در این پژوهش، تاثیر سه اندازه زبری سطح پلکان به ترتیب برابر با 0.002، 0.004 و 0.006 متر، ایجاد کنگره هایی با ارتفاع 0.5 و 0.75 ارتفاع پلکان و فواصل کارگذاری یک و دو برابر ارتفاع پلکان بر افت انرژی کل در پایین دست سرریز پلکانی با شیب 1:1 در رژیم جریان سطحی بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده نشان داد که ایجاد کنگره بر روی سرریز پلکانی با ارتفاع 0.5 برابر ارتفاع پلکان و فاصله ی کارگذاری دو برابر ارتفاع پلکان با 12.1 درصد افزایش افت نسبی انرژی نسبت به شرایط بدون کنگره، دارای بیش ترین تاثیر بود. مقایسه نتایج حاکی از آن است که افزایش اندازه ی زبری در سرریز مورد مطالعه باعث کاهش عملکرد آن ها در افزایش مقدار افت انرژی شده و بطور متوسط افت نسبی انرژی تا 11.3 درصد نسبت به حالت بدون زبری کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

سرریز پلکانی ، جریان سطحی ، اتلاف انرژی ، زبری سطح پلکان ، سرریز کنگره ای