فشارهای هیدرودینامیکی نوسانی کف حوضچه‌های آرامش پرش هیدرولیکی مستغرق

موسوی, سید نصراله; ابراهیم‌زاده, علی; اللهویردی پور, پویا; قربانی, محمدعلی

doi:10.22034/iwrj.2023.14312.2510

فشارهای هیدرودینامیکی نوسانی کف حوضچه‌های آرامش پرش هیدرولیکی مستغرق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سید نصراله موسوی ¹

علی ابراهیم‌زاده ²

پویا اللهویردی پور ³

محمدعلی قربانی ⁴

¹ گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

² گروه مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرند،مرند،ایران

³ گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

⁴ گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

https://doi.org/10.22034/iwrj.2023.14312.2510

چکیده

تغییرات لحظه‌ای نوسانات فشار هیدرودینامیکی در نقاط مختلف پرش هیدرولیکی متفاوت بوده و بررسی مستقیم این داده‌ها عملاً مقدور نیست. برای این منظور، پارامترهای آماری برای توصیف مشخصات نوسانی پرش هیدرولیکی به‌کار گرفته می‌شود. یکی از مهمترین پارامترهای آماری ضریب بی‌بعد شدت نوسانات فشار (C'P) است. درک بهتر نوسانات فشار پرش هیدرولیکی و توزیع مکانی آن‌ها منجر به طراحی اقتصادی و ایمنی بیشتر حوضچه‌های آرامش می‌شود. در پژوهش حاضر، ضریب C'P برای آنالیز داده‌های فشار هیدرودینامیکی پرش هیدرولیکی با نسبت‌های مختلف استغراق و برای اعداد فرود اولیه (Fr1) مختلف نسبتاً بالا در محدوده 7 تا 5/9 بررسی شده است. برای این منظور، تعدادی پیزومتر در امتداد خط مرکزی کف حوضچه‌های آرامش پیشنهادی USBR شامل حوضچه تیپ یک با بستر صاف و حوضچه تیپ دو دارای بلوک‌های پای تندآب و آستانه انتهایی دندانه‌دار بر روی فلوم آزمایشگاهی در نظر گرفته شد. در پرش هیدرولیکی با نسبت‌های مختلف استغراق، میزان افزایش ضریب CʹP با کاهش عدد فرود برای محدوده بالادست حوضچه‌های تیپ یک و دو، به طور متوسط به ترتیب برابر با 7 و 8/4 درصد استخراج گردید. توزیع کلی داده‌ها در محدوده پایین‌دست حوضچه تیپ دو نشان داد که حداکثر میزان کاهش مقادیر CʹP در پرش مستغرق در مقایسه با پرش آزاد، در حدود 36 درصد بوده که مربوط به عدد فرود 59/7 و نسبت استغراق (S) 1/1 است. همچنین حداقل میزان کاهش مقادیر CʹP در محدوده پایین‌دست حوضچه تیپ دو در پرش مستغرق نسبت به پرش آزاد، در حدود 2/9 درصد بوده که مربوط به عدد فرود 34/8 و نسبت استغراق 4/1 است. تغییرات ضریب CʹPmax با افزایش پارامتر S برای مقادیر مختلف Fr1، از یک روند معینی تبعیت نمی‌نماید. برای مقادیر عدد فرود حداقل، با افزایش S، مقادیر ضریب CʹPmax، تقریباً دارای روند کاهشی است و بالعکس.

کلیدواژه‌ها

پرش هیدرولیکی

حوضچه آرامش USBR

ضریب C'

فشارهای نوسانی

نسبت استغراق

موضوعات