بهينه سازي ديوارهاي هدايت در ورودي سرريزها

كارشناسي ارشد

سد از سازه¬هاي مختلفي تشكيل شده است كه هر كدام از اين سازه¬ها نيازمند طراحي هيدروليكي مناسب است و انجام يك طراحي مناسب، نيازمند شناخت جريان در اطراف اين سازه‌ها است. غالباً پديده¬هايي همچون كاويتاسيون و جدايش جريان به دليل عدم طراحي مناسب اين سازه¬ها بالاخص در ورودي¬ها مي-تواند رخ ¬دهد. سرريزها در شرايط اضطراري در بهره¬برداري از سدها وارد عمل مي¬شوند كه اين موضوع طراحي سازه¬هاي وابسته به آن و همچنين عملكرد آن را مورد توجه قرار داده است. وارد شدن جرياني بدون اغتشاش و همچنين متقارن به سرريزها موجب عملكرد بهتر و همچنين افزايش راندمان آن مي¬شود. اين در حالي است كه به دليل وجود عوارض طبيعي و يا زاويه¬دار بودن جريان ورودي به سرريزها غالباً طراحان مجبور به طراحي و استفاده از يكسري ديوارهاي هدايت در مخزن و ورودي سرريز هستند كه به تقارن و يكنواختي جريان كمك كند. هندسه ديوار هدايت¬كننده نقش بسزايي در كاهش آشفتگي و همچنين يكنواختي جريان ورودي به سرريز را دارد. در اين تحقيق با استفاده از نرم¬افزار Flow 3D جريان عبوري از روي سرريز شبيه¬سازي شده و نتايج حاصل از نرم¬افزار با استفاده از داده¬هاي آزمايشگاهي صحت¬سنجي شده¬اند. بعد از صحت¬سنجي نتايج حاصل از نرم¬افزار، به منظور بررسي تأثير هندسه ديوار هدايت¬كننده بر الگوي جريان بالادست سرريز و ميزان ضريب تخليه¬ آن، جريان عبوري از سرريز با تغيير دادن هندسه ديواره و ثابت نگه¬داشتن ساير پارامترها شبيه¬سازي شده ¬است. نتايج نشان داد كه افزايش انحناي قائم ديوار هدايت¬كننده، عامل اصلي يكنواخت¬تر شدن جريان ورودي به سرريز مي¬باشد، به¬گونه¬اي كه با افزايش 44% انحناي قائم، ميزان آشفتگي جريان ورودي به سرريز به ميزان 43% كاهش و ضريب تخليه¬ جريان از روي سرريز به اندازه¬ 9/12% افزايش مي¬يابد. همچنين افزايش 28% انحناي قائم در پايه¬هاي پل روي سرريز جريان كاملاً يكنواختي را روانه سرريز مي¬كند و ضريب آبگذري سرريز را به ميزان 06/11% افزايش مي¬دهد. نتايج نشان داد كه مقادير بهينه¬ طول مستقيم و دو انحناي افقي انتها و دماغه¬ي ديوار هدايت¬كننده، متأثر از توپوگرافي كانال ورودي به سرريز و ميزان انحراف محور كانال از محور سرريز هستند. به¬طور كلي افزايش طول مستقيم ديوار هدايت¬كننده، سبب كاهش سرعت متوسط و كاهش آشفتگي جريان ورودي به سرريز خواهد شد. در اين تحقيق، مقدار بهينه¬ طول مستقيم سرريز و انحناي افقي ديوار، سبب افزايش 4% آبگذري سرريز شده است. واژه‌هاي كليدي: سرريز، ديوار هدايت¬كننده، ميدان جريان، ضريب آبگذري، نرم¬افزار Flow 3D.

190096

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه هاي هيدروليكي

دكتر ابراهيم جباري - دكتر حامد سركرده