شبیه سازی عددی الگوی جریان، توزیع سرعت و رژیم جریان در سرریز پلکانی ساده و لبه دار در اثر تغییر ارتفاع لبه و دبی با استفاده از نرم افزار Flow3D

سرریزهای پلکانی از جمله مهمترین سازهای هیدرولیکی می باشند که به دلیل تاثیر قابل ملاحظه پلکان ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، در سال های اخیر به طور گسترده مورد ارزیابی قرار گرفته شده اند. در این پژوهش نوع جدیدی از سرریزهای پلکانی با نام سرریزهای پلکانی لبه دار مورد بررسی قرار گرفت و ضمن تشریح وضعیت الگوی جریان و تغییرات سرعت جریان عبوری از روی سرریز پلکانی لبه دار، با درنظر گرفتن ارتفاع های مختلف لبه پلکان های سرریز و تغییرات دبی جریان به مقایسه بین سرریزهای پلکانی لبه دار با سرریزهای پلکانی ساده نیز پرداخته شده است. لذا در این تحقیق برای حل معادلات حاکم از نرم افزار Flow3D و برای ارزیابی آشفتگی جریان از مدل RNG استفاده شده است. از مش بندی منظم در یک شرایط مرزی مشخص استفاده شده و روش حجم سیال(VOF) برای حل سطح آزاد جریان به کار گرفته شده است . سطح آزاد جریان ، سرعت ها و فشارها در سرریز پلکانی به وسیله روش عددی مغشوش مدل شده اند . در این راستا سه نوع سرریز پلکانی با ارتفاع لبه 9و 11و15 میلی متر و در دبی های 3.5و 13.5 و22 لیتربرثانیه مدل گردید و نتایج با سرریز پلکانی ساده مقایسه گردید. نتایج نشان داد که به بترتیب با افزایش ارتفاع لبه پله در سرریز پلکانی لبه دار، جریان عبوری، یکنواختی خود را از دست می دهد و پروفیل جریان آشفتگی بیشتری پیدا می کند و از انرژی جریان کاسته می شود. از طرفی افزایش دبی جریان عبوری از روی سریزهای پلکانی باعث تبدیل رژیم جریان از ریزشی به انتقالی می شود.

کلیدواژه ها:

سرریزهای پلکانی لبه دار ، الگوی جریان ، تغییرات سرعت ، نرم افزار Flow3D ، ارتفاع لبه ، تغییرات دبی