پژوهش آب ایران

مطالعه آزمایشگاهی اثر شیب معکوس و پله منفی ابتدایی بر خصوصیات پرش هیدرولیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

کیخسرو صیادی 1
منوچهر حیدرپور 2
زهرا قدم پور 3

1 دانشجوی دکتری مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان.

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

3 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد استهبان

https://doi.org/10.22034/iwrj.2021.11163
چکیده
حوضچه‌های آرامش قسمت کوتاهی از یک کانال کف سازی شده‌اند که به‌صورت سازه‌ای خاص در انتهای سرریزها و هر سازه دیگری که جریان فوق بحرانی ایجاد می‌کند، برای کنترل پرش هیدرولیکی ساخته می‌شوند و هر چه طول آن‌ها کوتاه تر باشداز نظر اقتصادی مناسب تر خواهند بود. هدف از این تحقیق بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی در کانال با شیب معکوس و پله منفی ابتدایی می‌باشد. در این پژوهش اثر همزمان سه شیب معکوس و سه ارتفاع پله منفی ابتدایی بر اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی در اعداد فرود 4.5 تا 9.5 بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش شیب معکوس کانال، مقدار نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی به ترتیب 12.6، 13.9 و 16.8 درصد کاهش می‌دهد. در حالی افزایش که پله منفی نسبت اعماق مزدوج و طول پرش را به ترتیب 5.66 و 6.2 درصد افزایش و افت انرژی را 2.6 درصد کاهش می‌دهد. ترکیب دو عامل شیب معکوس و پله منفی نسبت اعماق مزدوج، طول پرش و افت انرژی را به ترتیب 12.42، 14.8 و 3 درصد کاهش می‌دهد و نیز تنش برشی 12.56 برابر شرایط بستر صاف به‌دست آمد. بنابراین نقش پله منفی در تثبیت پرش در محل حوضچه آرامش می‌باشد و شیب معکوس این تثبیت پرش را سخت‌تر می‌کند.

کلیدواژه‌ها

پرش هیدرولیکی
شیب معکوس
پله منفی ابتدایی
عدد فرود
تنش برشی بستر
موضوعات
  • اسماعیلی ک. و ابریشمی ج. 1379. پرش هیدرولیکی برروی کانال‌‌های با شیب معکوس و پلة منفی. نشریة علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی. 19(2): 97-110.‎
  • فلاحی ب. حیدرپور م. پورعبدالله ن. و منتظری ا. 1398 (الف). بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچة آرامش واگرای ناگهانی با شیب معکوس، یازدهمین سمینار بین‌‌المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز، 9 ص.
  • فلاحی ب. حیدرپور م. پورعبدالله ن. و منتظری ا. 1398 (ب). بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچة آرامش واگرای ناگهانی و مستقیم همراه با زبری بستر، یازدهمین کنگرة ملی مهندسی عمران، دانشگاه شیراز، 9 ص.
  • فلاحی ب. و حیدرپور م. 1400. بررسی نیروی برشی، لایة مرزی و پدیدة کاویتاسیون در حوضچة آرامش واگرای ناگهانی با بستر زبر. مجلة پژوهش آب ایران. 15(2).
  • Abbaspour A. Dalir A. H. Farsadizadeh D. and Sadraddini A. A. 2009. Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Journal of Hydro-environment Research. 3(2): 109-117.
  • Barenblatt G. I. 1987. Dimensional Analysis. New York. Gordon and Breach Science, Amsterdam, the Netherlands, CRC Press. 31-38.
  • Beirami M. K. and Chamani M. R. 2006. Hydraulic jumps in sloping channels: sequent depth ratio. Journal of Hydraulic Engineering. 132(10): 1061-1068.
  • Beirami M. K. and Chamani M. R. 2010. Hydraulic jump in sloping channels: roller length and energy loss. Canadian Journal of Civil Engineering. 37(4): 535-543.
  • Belanger J. B. 1828. Essay on numerical solution of some problems relative to steady flow of water. Carilan-Goeury. France.
  • Bremen R. and Hager W. H. 1993. T-jump in abruptly expanding channel. Journal of Hydraulic Research. 31(1): 61-78.
  • Carollo F. G. Ferro V. and Pampalone V. 2007. Hydraulic jumps on rough beds. Journal of Hydraulic Engineering. 133(9): 989-999.
  • Ead S. A. and Rajaratnam N. 2002. Hydraulic jumps on corrugated beds. Journal of Hydraulic Engineering. 128(7): 656-663.
  • Hager W. H. 1985. B-jumps at abrupt channel drops. Journal of hydraulic Engineering. 111(5): 861-866.
  • Hager W. H. and Bremen R. 1989. Classical hydraulic jump: sequent depths. Journal of Hydraulic Research. 27(5): 565-585.
  • McCorquodale J. A. and Mohamed M. S. 1994. Hydraulic jumps on adverse slopes. Journal of Hydraulic Research. 32(1): 119-130.
  • Mohamed Ali H. S. 1991. Effect of roughened-bed stilling basin on length of rectangular hydraulic jump. Journal of Hydraulic Engineering. 117(1): 83-93.
  • Ohtsu I. Yasuda Y. and Ishikawa M. 1999. Submerged hydraulic jumps below abrupt expansions. Journal of hydraulic engineering. 125(5): 492-499.
  • Pagliara S. and Palermo M. 2015. Hydraulic jumps on rough and smooth beds: aggregate approach for horizontal and adverse-sloped beds. Journal of Hydraulic Research. 53(2): 243-252.
  • Parsamehr P. Farsadizadeh D. Hosseinzadeh Dalir A. Abbaspour A. and Nasr Esfahani M. J. 2017. Characteristics of hydraulic jump on rough bed with adverse slope. ISH Journal of Hydraulic Engineering. 23(3): 301-307.
  • Pourabdollah N. Heidarpour M. and Abedi Koupai J. 2020. Characteristics of free and submerged hydraulic jumps in different stilling basins. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Water Management. 173(3): 121-131.
  • Quraishi A. A. and Al-Brahim A. M. 1992. Hydraulic jump in sloping channel with positive or negative step. Journal of Hydraulic Research. 30(6): 769-782.
  • Rajaratnam N. 1968. Hydraulic jumps on rough beds. Trans. Eng. Inst. Canada. 11(A-2): 1-8.Rajaratnam N. and Subramanya K. 1968. Hydraulic jumps below abrupt symmetrical expansions. J. Hydraul. Div. 94: 481-504.
  • Roushangar K. and Ghasempour R. 2018. Explicit prediction of expanding channels hydraulic jump characteristics using gene expression programming approach. Hydrology Research. 49(3): 815-830.
  • 1955. Research studies on stilling basins, energy dissipators and associated appurtenances. Hydraulic Laboratory Report. 393-438.
  • Wu S. and Rajaratnam N. 1995. Free jumps, submerged jumps and wall jets. Journal Hydraulic Research. 33: 197-212.

  • تاریخ دریافت 04 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری 13 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش 24 شهریور 1400
  • تاریخ انتشار 01 دی 1400

صفحه اصلی

تماس با ما