
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,422 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,274 |
بررسی اثر جت، زبری نیم استوانهای و شیب معکوس بر پرش هیدرولیکی | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 28، شماره 3، مهر 1400، صفحه 153-171 اصل مقاله (1.27 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2022.19147.3458 | ||
نویسندگان | ||
مهدی دستورانی* 1؛ زیبا روستا2؛ زهره عبداللهی سلمآباد2 | ||
1استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بیرجند | ||
2کارشناسی ارشد سازههای آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: ﺗﺸﮑﯿﻞ ﭘﺮش در ﺣﻮﺿﭽﻪ ﻫﺎی آراﻣﺶ ﻧﻘﺶ ﻣﺆﺛﺮی در اﺳﺘﻬﻼک اﻧﺮژی ﺟﺮﯾﺎن در ﭘﺎﯾﺎب ﺳﺎزه ﻫﺎی آﺑﯽ اﯾﻔﺎ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ. ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ از ﻧﻮع ﺟﺮﯾﺎن ﻫﺎی ﻣﺘﻐﯿﺮ ﺳﺮﯾﻊ اﺳﺖ ﮐﻪ در ﺻﻮرت ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻮدن ﺷﺮاﯾﻂ ﮐﺎﻧﺎل در ﭘﺎﯾﯿﻦ دﺳﺖ ﺟﺮﯾﺎن از ﺣﺎﻟﺖ ﻓﻮق ﺑﺤﺮاﻧﯽ ﺑﻪ زﯾﺮﺑﺤﺮاﻧﯽ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ. در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺷﯿﻮه ﺟﺪﯾﺪی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﮐﺎﻫﺶ اﻋﻤﺎق ﻣﺰدوج و ﻃﻮل ﭘﺮش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ در آن از وﯾﮋﮔﯽﻫﺎی ﯾﮏ ﺟﺖ ﻣﺴﺘﻄﯿﻠﯽ آزاد ﺳﺮﯾﻊ و زﺑﺮی ﮐﻒ ﺑﺮای ﺗﺄﺛﯿﺮ ﮔﺬاری ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﭘﺮش اﺳﺘﻔﺎده ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮﺧﻮرد ﺟﺖ ﺳﺮﯾﻊ ﺑﻪ ﭘﺮش و اﻧﺘﻘﺎل اﻧﺪازه ﺣﺮﮐﺖ ﺑﻪ آن ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت و ﻣﻮﻗﻌﯿﺖ ﭘﺮش را ﺗﺤﺖ تأثیر قرار میدهد. مواد و روش ها: در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﯾﮏ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺑﺎ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ای از آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ در ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل ﺑﺎ ﺟﺪارهﻫﺎی شیشه ای به طول 10متر و عرض 3/0 متر و ارتفاع 5/0 متر اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ دﺑﯽ، زاوﯾﻪ ﺟﺖ، شیب معکوس و زبری کف در2، 5/2 و 2/3 لیتر بر ثانیه ﺑﺮ روی ﻣﺸﺨﺼﺎت ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ از ﺳﻪ دﺑﯽ درﺟﻪ، زاوﯾﻪ ﺑﺎ ﺣﺪاﮐﺜﺮ ﺟﺎﺑﻪ 90 درﺟﻪ، 60ﺑﺮ ﺛﺎﻧﯿﻪ ﺑﺮای ﺟﺖ و ﭼﻬﺎر زاوﯾﻪ ﺑﺮای راﺳﺘﺎی اﻓﻘﯽ ﺟﺖ ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺎﯾﯽ اﺑﺘﺪای ﭘﺮش و زاوﯾﻪ ﺑﺪون ﺗﻐﯿﯿﺮ اﺑﺘﺪای ﭘﺮش و ﺳﻪ ﻧﻮع زﺑﺮی اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﯾﺎﻓﺘﻪ ﻫﺎ: ﻧﺘﺎﯾﺞ آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﻧﺸﺎن داد، ﺑﺮای ﯾﮏ زاوﯾﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﺟﺖ، در دﺑﯽ ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﻫﯿﭻ ﮔﻮﻧﻪ ﺟﺎﺑﻪ ﺟﺎﯾﯽ ﻧﺪارد ﮐﻪ اﯾﻦ زاوﯾﻪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان زاوﯾﻪ ﺑﯽ اﺛﺮ ﻧﺎﻣﮕﺬاری ﺷﺪ. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ زاوﯾﻪ ﺟﺖ، ﭘﺮش ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﺮد و از ﯾﮏ زاوﯾﻪ ﺑﻪ ﺑﻌﺪ ﭘﺮش ﻫﯿﭻ ﮔﻮﻧﻪ ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﻧﺪاﺷﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ زاوﯾﻪ ﻧﯿﺰ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺣﺪاﮐﺜﺮ زاوﯾﻪ ﺟﺎﺑﺠﺎی ﭘﺮش ﻧﺎﻣﮕﺬاری ﮔﺮدﯾﺪ. ﺗﻐﯿﯿﺮ زاوﯾﻪ و دﺑﯽ ﺟﺖ ﻣﻮﺟﺐ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻋﻤﻖ ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ، ﻃﻮل ﭘﺮش، اﻓﺖ اﻧﺮژی ﻧﺴﺒﯽ و ﻧﯿﺮوی ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺴﺘﺮ ﺷﺪ. شیب معکوس و زﺑﺮی ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﭘﺮش ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ ﮔﺮدﯾﺪ. در شیب 25/2 و فاصله dو زاویه جت 2/3 بیشترین تغییرات درمشخصات پرش هیدرولیکی مشاهده گردید. نتیجهگیری: نتایج آزمایشگاهی نشان داد که باافزایش تنش برشی، باعث تشدید تاثیر شیب معکوس و افزایش زبری کف کانال به دلیل افزایش تنش برشی، باعث تشدید تاثیر شیب معکوس روی طول جهش میشود. در توچیه این تغییرات میتوان ثاثیر مؤلفه رو به پایین نیروی وزن در روی شیب معکوس و افزایش تنش برشی در روی بستر زبر را عامل اصلی تغییرات دانست. وارد کردن جت به پرش با زاویهای بزرگتر از زاویه بیاثر، باعث کاهش نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افزایش افت انرژی و نیروهای برشی کف می-گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
پارامترهای پرش هیدرولیکی؛ جت آزاد مستطیلی؛ شیب معکوس؛ طول پرش. زبری نیم استوانهی | ||
مراجع | ||
1.Abdollahi Salmabad, Z., Najafi Moud, M.H., Dastourani, D., and Khashei Siouki, A. 2021. Investigation of the Effect of both Jet and Reverse Slopeon Hydraulic Jump Characteristics.15: 2. 368-357.
2.Abrishami, J., and Saneie M. 1994. Hydraulic jump in adverse basin slopes. Iranian Journal of Water ResearchEngineering. 2: 1. 51-63.
3.Beirami, M.K., and Chamani, M.R. 2010. Hydraulic jumps in sloping channels: roller length and energy loss. Journal of Canadian Civil Engineering. 37: 535-543.
4.Belanger, J.B. 1828. Essai sur la solution numérique de quelques problèmes relatifs au mouvement permanent des eaux courantes Essay on the numerical solution of some problems relative to steady flow of water Carilian-Goeury, Paris in French.
5.Carrillo, J.M., Castillo, L.G., Marco, F., and García, J.T. 2020. Experimental and numerical analysis of two-phase flows in plunge pools. Journal of Hydraul. Eng. 146, 04020044.
6.Dastorani, M., Ismaili, K., Bahrami, M., and Dindarloo, A. 2017. Investigation of the effect of jet angle on hydraulic jump on rough bed. Journal of Soil and Water Conservation Research, 24: 6. 158-141.
7.Dastorani, M., Ismaili, K., and Theologian, S. 2016. Investigation of the effect of the angle of impact of a rectangular jet on a hydraulic jump. Journal of Soil and Water Conservation Research, 23: 3. 225-239.
8.Eslammanesh, B., Dastourani, M., and Ramezani, Y. 2021. Influence of Jet and Half Cylindrical Roughness on Hydraulic Jump Characteristics. Iranian Journal of Irrigation and Drainage. 15: 4. 842-853.
9.Gualtieri, C. 2010. RANS-based simulation of transverse turbulent mixing in a 2D geometry. Environ. Fluid Mech., 10: 137-156.
10.Khadar, M.H.A., and Rajagopal, S. 1972. Hydraulic jump in adverse channel slopes. Irrig. 29: 77-82.
11.Liu, Z.P., Guo, X.L., Xia, Q.F.,Fu, H., Wang, T., and Dong, X.L.2018. Experimental and numerical investigation of flow in a newly developed vortex drop shaft spillway. Journal of Hydraul. Eng.1445: 04018014. 12.Nazari Aliabadi, Kh., and Akhtari, A. 2017. The effect of vertical and curved blocks on hydraulic jump characteristics in divergent rectangular sections using FLOW-3D software. Journal of Civil Engineering Modares, 17: 6. 269-280.
13.Rous, H. 1938. Fluid mechanics for hydraulic engineers. McGraw Hill Book Company. New York.
14.Stevens, J.C. 1944. Discussion of the paper by Kindsvater. Hydraulic jump in sloping channel. Journal of Trans.of the American Society of Civil Engineers. 109: 1125-1135.
15.Valero, D., Viti, N., and Gualtieri, C. 2019. Numerical Simulation of Hydraulic Jumps. Part 1: Experimental Data for Modelling Performance Assessment. Journal of Water, 11: 1. 36.
16.Wang, H., and Chanson, H. 2015.Air entrainment and turbulent fluctuations in hydraulic jumps. Urban Water J. 12: 6. 502-518. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 329 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 253 |