مدل سازی آزمایشگاهی و عددی الگوی جریان در سرریزهای استوانه ای

چکیده سرریزها از رایج ترین وسایل اندازه گیری شدت جریان در مجاری روباز بوده که هنوز در بسیاری از تحقیقات مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. دلایل زیادی از جمله انحنای خطوط جریان روی سرریز، عدم توزیع هیدرواستاتیک فشار، تماس آب با جداره سرریز و موجب تفاوت شدت جریان محاسبه شده و اندازه گیری شده از روی سرریز می گردد. لذا ضریب تخلیه سرریز که نسبت دبی واقعی به دبی تئوری (محاسباتی) را نشان می دهد بطور معمول کمتر از واحد است. در مورد سرریزهای استوانه ای تغییرات فشار و سرعت در محدوده سرریز به گونه ای است که بر میزان جریان عبوری از روی آن اثر متفاوت دارد و این موضوع افزایش بیش از واحد ضریب سرریز را در پی دارد. در این تحقیق مدلهایی از سرریز استوانه ای مورد آزمایش قرار گرفت و تغییرات فشار و سرعت در آزمایشگاه اندازه گیری و سپس شرایط هیدرولیکی روی سرریز از طریق نرم افزار فلوئنت مدلسازی شد. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق خوب الگوی جریان روی سرریز اندازه گیری شده در آزمایشگاه و مدلسازی شده با فلوئنت دارد. همچنین مشاهده می شود که محل تشکیل عمق بحرانی قبل از تاج سرریز و جدایش جریان از روی سرریز در ناحیه انتهایی آن صورت می گیرد. محل جدایش بستگی به شدت جریان عبوری از روی سرریز داشته و با افزایش آن به سمت پایین دست منتقل می شود. برای تعیین محل تشکیل عمق بحرانی و نیز محل جدایش لایه جریان از سرریز روابط تحلیلی بدست آمد که با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی را نشان داد. واژه های کلیدی: سرریز استوانه ای، توزیع سرعت و فشار، جدایش تیغه ای، عمق بحرانی، فلوئنت