نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سحر پناهی
• داود فرسادی‌زاده
• علی حسین‌زاده دلیر
• فرزین سلماسی
• امیر حسین ناظمی

چکیده

زاویه لبه جام به عنوان پارامتر اصلی طراحی پرتاب کننده جامی مستغرق،‏ نقش به سزایی در استهلاک انرژی و آب‌شستگی در پایین‌دست این سازه دارد. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر زاویه جام بر روند آب‌شستگی،‏ تعیین بهترین زاویه جام و ارایه روابط رگرسیونی غیرخطی برآورد ابعاد آب‌شستگی در پایین‌دست این سازه است. به همین منظور 64 آزمایش در شرایط هیدرولیکی مختلف و روی 4 مدل آزمایشگاهی با زوایای جام 30،35،‏40،‏ 45 درجه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه جام از 30 درجه به 45 درجه حداکثر عمق حفره،‏ گسترش طولی حفره،‏ ارتفاع پشته بالادست و پایین‌دست و ارتفاع نسبی موج به ترتیب به مقدار متوسط 150%،‏ 27%،‏ 110%،‏ 24% و 213% افزایش می‌یابند. بر اساس نتایج این تحقیق زاویه 30 درجه گزینه خوبی برای کاهش حداکثر عمق حفره آب‌شستگی،‏ حجم آب‌شستگی،‏ ارتفاع پشته‌ها و ناهمواری سطح پایاب تا کمینه حد ممکن و زاویه 40 درجه نیز گزینه مناسبی جهت افزایش فاصله ابتدای حفره،‏ عمیق‌ترین نقطه حفره و موج تا بیشینه حد ممکن است. هر یک از این زوایا دارای فواید کاهش آب‌شستگی بستر،‏ کاهش خوردگی جام (در اثر گیر افتادن ذرات در عملکرد نامتقارن سرریز) و کاهش اثرات منفی ناهمواری سطح پایاب بر عملکرد تخلیه کننده‌ها و حاشیه رودخانه هستند.

کلیدواژه‌ها

• پرتاب کننده جامی مستغرق
• مستهلک کننده انرژی
• زاویه لبه جام
• رگرسیون غیرخطی
• آب‌شستگی

عنوان مقاله [English]

Investigation of lip angle influence on scour dimensions downstream of submerged roller bucket

نویسندگان [English]

• Sahar Panahi
• Davood Farsadi Zadeh
• Alia Hoseinzadeh Dalir
• Farzin Salmasi
• Amir Hosein Nazemi

چکیده [English]

The lip angle of submerged roller bucket as the main design parameter, has an effective role in energy dissipation and scour downstream of this structure. The purpose of this study is the investigation of bucket lip angle influence on the scour process and determining the best lip angle and presentation non-linear regression equations to estimate the scour dimensions downstream of submerged roller bucket. Therefore, 64 tests were conducted in different hydraulic conditions on four experimental models with different lip angles 30, 35, 40, 45 degree. The results showed that with increasing the lip angle from 30 to 45 degree, the maximum depth of scour hole, the lengthwise hole expanse, the height of upstream and downstream berms and the relative surge height, increased in average to 150%, 27%, 110%, 24% and 213% respectively. Based on the results of this study, 30° bucket is an appropriate option to reduce the maximum depth of scour, volume of scouring, height of berms and height of ripples in tailwater to the minimum possible and 40° bucket is also a suitable option to further the beginning and the deepest point of scour hole and the surge peak to the maximum extent possible. Both angles have advantages to reduce bed scour, bucket abrasion (Due to the trapped material in unsymmetrical spillway operation) and negative effects of turbulent rippling tailwater on outlets operation and riverbank.

کلیدواژه‌ها [English]

• Submerged roller bucket
• Energy dissipator
• Bucket lip angle
• Nonlinear regression
• Scouring