عنوان
مشخصه هاي هيدروليكي جريان در شيب‌شكن‌هاي قائم مجهز به مستهلك كننده شبكه اي و سكو در پاي شيب شكن
نويسنده اصلي
باصري، معين
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
شيب‌شكن‌ها در كانال‌هاي داراي شيب بستر زياد با ايجاد اختلاف ارتفاع ناگهاني در كانال‌ها، انرژي جريان را در اثر اختلاط جريان در حال ريزش با جريان شكل‌گرفته در پايين‌دست خود مستهلك كرده و باعث ايمني سيستم‌هاي هيدروليكي پايين‌دست مي‌شوند. بهره‌گرفتن از اين سازه‌ها با هدف دست‌يابي به بيشترين بازدهي استهلاك انرژي و كنترل كامل فرسايش سازه‌هاي پايين‌دست گاه موجب غيراقتصادي شدن احداث اين سازه‌ها مي‌گردد. جهت افزايش بازدهي استهلاك انرژي و كارايي شيب‌شكن‌ها، محققين مختلف سازه‌هاي كمكي از قبيل تبديل همگرا در لبه شيب‌شكن، مستهلك‌كننده شياري و شبكه‌اي در لبه، لبريز مشبك در لبه و سكو در پاي شيب‌شكن را در تركيب با سازه شيب‌شكن قائم پيشنهاد كرده‌اند.
با هدف افزايش كارايي و استهلاك انرژي در شيب‌شكن، مطالعه حاضر به بررسي آزمايشگاهي اثر هم‌زمان مستهلك‌كننده شبكه‌اي در لبه شيب‌شكن و سكو در پاي آن مي‌پردازد. مدل فيزيكي در آزمايشگاه هيدروليك دانشكده مهندسي عمران دانشگاه صنعتي اصفهان ساخته شده است. آزمايش¬ها در كانالي مستطيلي با عرض 4/0، ارتفاع 75/0 و طول 9 متر انجام شده‌اند. از سه شيب‌شكن با ارتفاع‌هاي 2/0، 3/0 و 4/0 متر، 5 مستهلك‌كننده شبكه‌اي با ابعاد شبكه در محدوه 02/0 تا 08/0 متر و 5 سكو با سطح مقطع مربع و مستطيل در محدوده اضلاع 05/0 تا 15/0 استفاده شده است. عمق بحراني نسبي جريان ورودي در بالادست سازه‌هاي بررسي شده در محدوده 15/0 تا 5/0 انتخاب شده است. مشخصات هيدروليكي جريان از قبيل عمق جريان در لبه شيب‌شكن، طول خيس‌شده مستهلك‌كننده شبكه‌اي، عمق و طول استخر شكل گرفته در پاي شيب‌شكن، طول شيب‌شكن و ميزان استهلاك انرژي در اين سازه با ساير سازه‌هاي شيب‌شكن نظير شيب‌شكن ساده، شيب‌شكن با سكو در پاي آن، شيب‌شكن مجهز به مستهلك‌كننده شبكه‌اي و لبريز آزاد و شيب‌شكن مجهز به مستهلك‌كننده شبكه‌اي و تبديل همگرا مقايسه شده است. لازم به ذكر است در تمام آزمايش‌ها از هيچ سيستم هوادهي و كنترل عمق جريان پايين‌دست استفاده نشده است. نتايج تحقيق حاضر نشان داد كه استفاده از سكو در پاي شيب‌شكن موجب افزايش عمق جريان در كانال پايين‌دست و افزايش استهلاك انرژي مي‌شود. بعد طولي سكو بيشترين تأثير را بر افزايش عمق جريان در كانال پايين‌دست و استهلاك انرژي در شيب‌شكن با سكو در پاي آن دارد. در شيب‌شكن مجهز به مستهلك‌كننده شبكه‌اي در كانال پايين‌دست دو رژيم جريان فوق‌بحراني و زيربحراني مشاهده شد. نتايج حاكي از آن است كه در ابعاد كوچك شبكه‌هاي مستهلك‌كننده شبكه‌اي، در كانال پايين‌دست جريان زيربحراني به وجود مي‌آيد و با افزايش بعد طولي شبكه‌ها و نزديك شدن جريان در حال ريزش به جريان در حال ريزش از مستهلك‌كننده شياري و شيب‌شكن ساده، جريان فوق‌بحراني در كانال پايين‌دست شكل مي‌گيرد. با بررسي شيب‌شكن مجهز به مستهلك‌كننده شبكه‌اي در لبه و سكو در پاي آن مشخص شد كه اثر غالب در استهلاك انرژي مربوط به سازه مستهلك‌كننده شبكه‌اي بوده و نسبت به شيب‌شكن مجهز به مستهلك‌كننده شبكه‌اي تنها، راندمان استهلاك انرژي چندان افزايش نمي‌يابد. همچنين حضور سكو در اين سازه هيچ تأثيري بر عمق جريان در لبه شيب‌شكن و طول خيس‌شده مستهلك‌كننده شبكه‌اي ندارد اما استفاده از سكو موجب افزايش طول شيب‌شكن مي‌گردد.
شماره ركورد
210677
گرايش رشته تحصيلي
آب و سازه‌هاي هيدروليكي
دانشكده
مهندسي عمران
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان
استاد داور
مسعود قدسيان، محمد نويد مقيم
استاد راهنما
عبدالرضا كبيري ساماني، محمد رضا چمني