مطالعه آزمایشگاهی تاثیر زاویه جت خروجی پرتاب کننده جامی شکل بر آبشستگی موضعی در پایین دست تندآب پلکانی

یکی از چالش های اصلی در طراحی سازه های مستهلک کننده انرژی، کاهش انرژی در جریان هایی با سرعت بالا می باشد که بی توجهی به آن تخریب سازه هیدرولیکی را به همراه دارد. تندآب پلکانی و پرتاب کننده جامی شکل متداول ترین سازه های استهلاک انرژی در سرریزهای اضطراری در سدها هستند. با توجه به تاثیری که عمق آبشستگی در پایین دست این سازه ها بر ایمنی و پایداری آنها دارد،در تحقیق حاضر تاثیر زاویه جت خروجی از پرتاب کننده جامی شکل بر تغییرات مشخصات آبشستگی در پایین دست تندآب های ساده و پلکانی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها برای زاویه های جت خروجی ۱۵ و ۳۰ درجه پرتاب کننده جامی شکل دبی های واحد عرض ۶۶/۵-۱۳/۵ لیتر بر ثانیه بر متر، اعماق پایاب نسبی ۲-۱/۵ c/yt و شیب سرریز ۱:۱ انجام گردید. مقایسه نتایج حاصله نشان داد که با افزایش زاویه جت خروجی پرتابکننده جامی شکل از ۱۵ به ۳۰ درجه، عمق حداکثر آبشستگی به طور متوسط برای دبی حداقل در تندآب های ساده و پلکانی به ترتیب به میزان ۹ و ۲۰ درصد و در دبی حداکثر به ترتیب به میزان ۷ و ۲۵ درصد کاهش می یابد. همچنین با افزایش زاویه جت خروجی، فاصله عمق حداکثر آبشستگی از انتهای لبه پرتاب کننده جامی شکل در پایین دست تندآب پلکانی نسبت به تندآب ساده در دامنه دبی های حداقل و حداکثر به طور متوسط به ترتیب به میزان ۳۰ و ۲۶ درصد کاهش یافت. مقایسه مقادیر عمق حداکثر آب شستگی برای دبی های حداقل و حداکثر نشان می دهد که با افزایش عمق پایاب از ۱/۵ برابر عمق بحرانی به ۲ برابر آن، عمق حداکثر آبشستگی به طور متوسط در تندآب های ساده و پلکانی به ترتیب ۱۱ و ۱۷ درصد کاهش می یابد.

Keywords:

پرتاب کننده جامی شکل , تندآب پلکانی , زاویه جت خروجی , کاهش آبشستگی , مستهلک کننده انرژی