بررسی آزمایشگاهی ضریب زبری جریان در پروفیل های طولی تشکیل شده درون محیط پاره سنگی

مصالح سنگریزه ای به وفور در ساخت سازه های آبی کاربرد دارند. رژیم جریان عبوری که اکثرا غیر دارسی است و نحوه محاسبه ضرائب زبری جریان قبلا مورد پژوهش قرار گرفته است. اکثر محققان پیشین با استفاده از ایجاد ارتباط مابین عدد رینولدز و ضریب زبری در دو فرم توانی و دو جمله ای این مساله را مورد ارزیابی قرار داده اند. در این تحقیق آزمایشگاهی با استفاده از دو نوع سنگ دانه با قطر های d_۵۰=۱.۱cm و d_۵۰=۱.۶cm و سه مقدار دبی واحد عرض و همچنین سه مقدار گرادیان هیدرولیکی، اقدام به بررسی پارامتر های موثر در ضریب زبری جریان عبوری گردید و نتایج نشان داد که برخلاف آنچه که محققان قبلی ارائه نموده اند در جریان های عبوری از محیط های سنگریزه ای که دارای سطح آزاد با هوا می باشد، پارامتر عدد فرود ارتباط بهتری نسبت به پارامتر عدد رینولدز با ضرایب زبری برقرار می-نماید. مقادیر عددی محاسبه شده برای ضرایب زبری جریان های کاملا درون گذر در قیاس با جریان های با سطح آزاد بسیار بیشتر است و در نهایت روابطی به فرم توانی مابین اعداد بدون بعد فرود، نسبت هندسی عمق به قطر محیط و ضرایب زبری در دو فرم زبری مانینگ و دارسی-ویسباخ برقرار گردید. با استفاده از روابط پارامتر-های ابعادی و ترکیب اعداد بدون بعد فرود و نسبت هندسی عمق جریان به قطر محیط متخلخل روابطی نیز برای تخمین ضرایب زبری ارائه گردید که برای تخمین ضرایب مانینگ و دارسی-ویسباخ به ترتیب دارای خطای نسبی ۱۴ و ۲۶ درصد می باشد.

Keywords:

محیط پاره سنگی , جریان غیردارسی , ضریب زبری جریان , پروفیل طولی جریان