
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,489 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,606,841 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,199,404 |
بررسی افت انرژی در سرریزهای پلکانی با وجود موانع روی پله ها با کمک مدل فیزیکی و مدل ریاضی Flow-3D | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 7، دوره 26، شماره 2، خرداد و تیر 1398، صفحه 137-156 اصل مقاله (1.83 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2019.15687.3085 | ||
نویسندگان | ||
امیرعباس کمان بدست* 1؛ حمیدرضا افشون2؛ علیرضا مسجدی2؛ محمد حیدرنژاد3؛ امین بردبار2 | ||
1گروه آب واحد اهواز | ||
2گروه علوم ومهندسی آب واحد اهواز، دانشگاه آزاداسلامی، اهواز، ایران | ||
3عضو هیات علمی گروه مهندسی آب دانشگاه آزاد اسلامی | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: برای عبور آبهای اضافی و سیلابها از سراب به پایاب سدها از سازهای به نام «سرریز» استفاده میشود. سرریز باید سازهای قوی، مطمئن و با کارآیی بالا انتخاب شود که هرلحظه بتواند برای بهرهبرداری آمادگی داشته باشد. سرریزهای پلکانی بعنوان گزینهای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور دبی حداکثر محتمل با مشکل روبرو هستند مطرح میشوند. سرریز پلکانی متشکل از پله هایی است که از نزدیکی تاج سرریز شروع شده و تا پاشنه پایین دست ادامه دارند. با افزایش زبری، انرژی جریان عبوری از روی سرریز بصورت یکنواخت وپیوسته پراکنده میشود، و دیگر در پنچه سرریز نیازی به ایجاد تاسیسات کاهنده انرژی جریان نظیر حوضچه های آرامش (که انرژی در آن باید یکباره پراکنده شود) نخواهد بود و یا در صورت لزوم ابعاد این گونه سازه ها کاهش خواهد یافت. مواد و روشها: در این تحقیق برای افزایش زبری از موانعی بر روی سرریز پلکانی استفاده شد که برای بیشتر کردن استهلاک انرژی آب استفاده میگردد. جهت بررسی آزمایشگاهی این تحقیق، از یک فلوم با قوس 90درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با انتخاب مدلهای مختلف موانع روی سریز پلکانی در سه شکل با سه طول و عرض متفاوت و همچنین استفاده موانع به صورت تکی و ترکیبی با 5 دبی متفاوت، جمعا 140 آزمایش انجام شد. پس از تحلیل نتایج مشخص گردید که در ترکیب سرریز پلکانی با موانع به ترتیب مثلثی، مستطیلی و ذوزنقهای، باعث کاهش استهلاک و افت انرژی شد. یافتهها: موانع مثلثی به طور متوسط باعث افزایش 15.9 درصدی استهلاک انرژی، موانع مستطیلی به طور متوسط باعث افزایش 13.7 درصدی استهلاک انرژی و موانع ذوزنقه ای به طور متوسط باعث افزایش 11.2 درصدی استهلاک انرژی نسبت به مدل شاهد شده اند. با افزایش طول و عرض موانع باعث افزایش استهلاک و افت انرژی شد. موانع در حالت دو پله بیشترین استهلاک انرژی و افت را داشته. با ترکیب موانع بر دو پله سرریز پلکانی به طور متوسط 14.4 درصد، در موانع به حالت تکی در پله اول به طور متوسط 5.8 درصد و موانع بر پله دوم 4.8 درصد افزایش استهلاک انرژی را نسبت به حالت شاهد دارد. با افزایش عدد فرود از 0.32 به 1.71 شاهد کاهش استهلاک و افت انرژی هستیم که به دلیل استغراق پلههای زیر سطح آب و کاهش زبری پلهها و با افزایش شدت پدیده ورود هوا میباشد که در استهلاک انرژی تاثیر میگذارد. نتایج شبیه سازی با مدل ریاضی Flow-3D نزدیک به مدل فیزیکی میباشد و به طور متوسط تنها 6.3 درصد خطا دارد که قابل قبول میباشد. نتیجه گیری: پس از تحلیل نتایج مشخص گردید که در ترکیب سرریز پلکانی با موانع به ترتیب مثلثی، مستطیلی و ذوزنقهای، شاهد کاهش استهلاک و افت انرژی هستیم. همچنین مقایسه نتایج شبیه سازی و مدل فیزیکی نشان میدهد با افزایش عدد فرود نتایج شبیه سازی با مدل ریاضی Flow-3D انحراف کمتر با مدل فیزیکی پیدا میکندو به واقعیت نزدیکتر میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
موانع؛ سرریز پلکانی؛ استهلاک انرژی؛ مدل فیزیکی؛ Flow-3D | ||
مراجع | ||
1.Abbasi, S., and Kamanbedast, A.A. 2012. Investigation of Effect of Changes in Dimension and Hydraulic of Stepped Spillways for Maximization Energy Dissipation, World Appl. Sci. J. 18: 2. 261-267, 2012, ISSN 1818-4952 © IDOSI Publications. 2.Chamani, M.R., and Rajaratnam, N. 1994. Jet flow on stepped spillway, J. Hydr. Engin. ASCE. 12: 5. 441-448. 3.Chamani, M.R., and Rajaratnam, N. 1999. Charactristics of skimming flow over stepped spillway, J. Hydr. Engin. 125: 4. 361-367. 4.Chanson, H. 1994a. Hydraulics of skimming flows over stepped channels and spillways, J. Hydr. Res. 32: 3. 5.Chanson, H. 1994b. Comparison of Energy dissipation between nappe and skimming flow Regimes on stepped chutes, J. Hydr. Res. 32: 2. 213-218. 6.Chanson, H. 1994c. Jet flow on stepped spillways, Discussion, J. Hydr. Engin. 120: 2. 443-444. 7.Chanson, H. 1995. Hydraulic Design of stepped Cascades Channels Weirs and Spillway, Pergamon, Oxford, UK. 8.Chanson, H. 2001. The hydraulic of stepped chutes and spillway, TC. 555, C. 4623. 9.Chinnarasi, C., and Wongwisess, S. 2006. Flow patterns and energy dissipation over various stepped chutes, J. Irrig. Drain. Engin. ASCE. 132: 1. 10.Erfanian Azmodeh, M.H., and Kamanbedast, A.A. 2013. Determine the Appropriate Location of Aerator System on Gotvand olia dam's Spillway Using Flow 3D. JAES. 11.Essery, I.T.S., and Horner, M.W. 1971. The hydraulic design of stepped spillway, Report 33, Constr. Industry Res. And Information Assoc. London, England. 12.Kamanbedast, A., and Gholizade, B. 2012. The study of siphon spillway Hydraulic by Modeling (physical a software), J. Appl. Sci. Res. 13.Kamanbedast, A. 2012. The Investigation of Discharge Coefficient for the Morning Glory Spillway Using Artificial Neural Network, World Appl. Sci. J. 17: 7. 913-918. 14.Kamanbedast, A. 2014. Handbook of hydraulic structures engineering. Published in Islamic Azad University, Ahvaz, Iran. (In Persian) 15.Rajaratnam, N. 1990. Skimming flow in stepped spillway, J. Hydr. Engin. ASCE. 116: 4. 16.Zaretsky, Y., and Korchevsky, V. 1997. Kowsar dam project (Tang-e-Duk), Joint final report, International institute of geo mechanics and hydro structures, Moscow, Russia. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 614 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,065 |