بررسی تاثیر دبی، شیب سرریز و مشخصات پله ها در سرریز اوجی-پلکانی بر روی استهلاک انرژی با استفاده از مدلهای عددی

سرریزهای پلکانی یکی از اجزای هیدرولیکی سدها می باشند که از پله های متوالی از نزدیکی تاج تا پنجه سرریز تشکیل شده و هدف از طراحی آنها استهلاک انرژی می باشد. در این تحقیق برای شبیه سازی جریان بر روی سرریز پلکانی از نرم افزار Flow-۳D که یک نرم افزار تحلیلی میدان جریان می باشد، استفاده شده است. مدل آشفتگی که برای این منظور استفاده شده است، مدل(RNG) K-ε می باشد و تعیین پروفیل سطح آزاد جریان به کمک مدل VOF انجام می شود. این تحقیق صرفا" جهت بررسی رژیم جریان غیر ریزشی در سرریزهای پلکانی انجام شده است. برای این منظور تعداد ۱۱۲ مدل سرریز طراحی شده است که از این تعداد، ۹۶ مدل اوجی پلکانی و ۱۶ مدل اوجی صاف می باشد. مدل های پلکانی دارای ۶ آرایش، ۲ اندازه پله و ۴ شیب متفاوت (۱۵ درجه،۳۰ درجه، ۴۵درجه و ۶۰ درجه) در زیر نقطه تماس می باشند و لبه پله ها از پروفیل WES تبعیت می کنند. سرریزهای اوجی صاف نیز از مشخصات متناظر برای شیب و پروفیل تاج برخوردار هستند. هدف از انجام این طرح بررسی تاثیر دبی(هد نسبی)، شیب سرریز، تعداد پله، آرایش پله و زبری پله بر روی استهلاک انرژی می باشد. در این تحقیق مشاهده شد که دبی عبوری از روی سرریز و شیب سرریز از پارامترهایی هستند که تاثیر بسیار زیادی بر افت انرژی سرریزهای پلکانی داشته و در دبی های بالاتر تعداد و آرایش پله ها تاثیر کمتری دارد. آرایش منطقی با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده جهت دستیابی به حداکثر افت انرژی معرفی گردید.

Keywords:

سرریز پلکانی , استهلاک انرژی , نرم افزار Flow-۳D , روش VOF