بررسی آزمایشگاهی باقیمانده انرژی جریان در سازه ریزشی گردابی با استفاده از روش فاکتوریل کامل

یکی از نیازهای اساسی در سیستم های جمع آوری فاضلاب و زهکشی شهری، اتصال مجاری کم عمق به تونل های زیرزمینی عمیق است. این اتصال به طور معمول از طریق سازه ریزشی گردابی برقرار می شود. در این سازه و برای تشکیل جریان گردابی، علاوه بر جلوگیری از سقوط سیال بخش قابل توجهی از انرژی آن به واسطه اصطکاک جداره ها تلف می شود. در این پژوهش، با ساخت مدل فیزیکی سازه، هد انرژی باقیمانده در آن (نسبت انرژی مخصوص در خروجی به انرژی مخصوص در ورودی سازه، E۲/E۱) بررسی شد. با استفاده از آنالیز ابعادی عوامل بدون بعد عدد فرود جریان (Fr)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (L ⁄ D) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (Hs ⁄D) به عنوان عوامل موثر بر هد انرژی باقیمانده در سازه معرفی شدند. با استفاده از داده های آزمایشگاهی، دقت و توانایی روش فاکتوریل کامل برای توصیف باقیمانده انرژی جریان در سازه تایید شد. نتایج نشان داد که هد انرژی باقیمانده برای عدد فرود متناظر با دبی طراحی (Fr=۲.۱۸) بیشترین نزدیکی را به مقدار حدی ۱ دارد. از طرفی برای کلیه سطوح عامل L/D مقدار هد انرژی باقیمانده به مقدار حدی ۱ نزدیک هستند. همچنین به ازای مقدار Hs/D بین ۱ تا ۲ شاهد کمترین اختلاف مقدار هد انرژی باقیمانده با مقدار حدی ۱ هستیم، بنابراین می توان این محدوده را مناسب طراحی چاهک دانست. علاوه بر این معادله ای غیرخطی به صورت تابعی از Fr، L ⁄ D و Hs ⁄ D برای تخمین هد انرژی باقیمانده در سازه ریزشی گردابی با استفاده از آنالیز رگرسیون ارائه شد.

Keywords:

باقیمانده انرژی جریان , سازه ریزشی گردابی , شبکه فاضلاب , روش فاکتوریل کامل , تحلیل رگرسیون