بررسی نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق

پرش هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی در انتقال و تصفیه آب و فاضلاب است. این پدیده از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان متغیر ناگهانی است که با گرداب های قوی همراه است و نوسانات تلاطمی بزرگی را ایجاد می کند. اثر فشارهای نوسانی ناشی از تلاطم در پرش با اهمیت است و باید در طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد. نوسانات فشار می تواند با فرسایش و لرزش موجب آسیب در حوضچه آرامش شود. در این پژوهش به مشخصات تلاطمی پرش هیدرولیکی مستغرق در پایین دست یک سرریز بلند و بررسی اثرات درجه استغراق پرش در میزان ضرایب نوسانات فشار پرداخته شد. به این منظور آزمایش ها در یک مجرای مستطیلی شامل سرریزی با زاویه 30 درجه و ارتفاع 8/1 متر و کانال افقی به عرض 3/0 و طول 3 متر، برای عدد فرود 07/7 با درجات مختلف استغراق انجام شد. داده های فشار با استفاده از مبدل فشار با فرکانس نمونه برداری 100 هرتز ثبت شد. آزمایش ها نشان داد شدت نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق تابعی از عدد فرود، فاصله نسبی از ابتدای حوضچه و درجه استغراق است. با افزایش درجه استغراق، ضرایب نوسانات فشار (  ،  و ) کاهش می یابد به طوری که با افزایش درجه استغراق از 1 تا 2، حداکثر ضریب انحراف معیار ( )89 درصد کاهش یافت. همچنین حداکثر ضرایب  و  در کف حوضچه آرامش در فاصله کمتر از 20 برابر عمق اولیه پرش (X/Y1£20  ) از محل شروع حوضچه رخ داد. بنابراین فاصله مذکور به لحاظ طراحی سازه ای حوضچه حساسیت بیشتری دارد و درجه استغراق بیشتر در جهت اطمینان طراحی است.

کلیدواژه ها:

پرش هیدرولیکی مستغرق ، درجه استغراق ، شدت نوسانات فشار ، مبدل فشار