مطالعه آزمایشگاهی راندمان استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی-کنگره ای

جریان آب عبوری از سرریز سدها انرژی جنبشی بالایی دارد که می تواند آسیب های زیادی بر تاسیسات پایین دست و فرسایش شدید بستر رودخانه وارد کند. انرژی معمولا با ایجاد حوضچه آرامش در پایین دست سرریزها، پرتاب کننده های جامی شکل و پلکان در سرریزها مستهلک می شود. سرریزهای پلکانی یکی از سازه های متداول به منظور استهلاک انرژی و نیز کاهش ابعاد حوضچه آرامش در سدهاست. در این پژوهش، تاثیر ایجاد کنگره­ها با ارتفاع ۵/۰ و ۷۵/۰ ارتفاع پلکان (h)، فواصل کارگذاری برابر و دو برابر ارتفاع پلکان و سه اندازه زبری سطح پلکان به­ترتیب برابر با ۰۰۲/۰، ۰۰۴/۰ و ۰۰۶/۰ متر بر افت انرژی کل در پایین دست سرریز پلکانی با شیب­های ۱:۱، ۱:۲ و ۱:۳ به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است. بررسی نتایج نشان می­دهد در سرریز پلکانی با شیب ۱:۱ ایجاد کنگره با ارتفاع h۵/۰، فاصله کارگذاری h۲ و طولی برابر با طول پلکان به افزایش ۷/۱۲ درصد در افت انرژی می انجامد. تجزیه و تحلیل نتایج به­دست ­آمده در سرریز پلکانی با شیب ۱:۲ نشان می­دهد ایجاد کنگره با ارتفاع h۷۵/۰ و فاصله کارگذاری h۲ و طول کنگره برابر با ارتفاع پلکان، میزان افت انرژی را ۴/۸ درصد نسبت به حالت بدون کنگره افزایش می دهد. مقایسه نتایج حاکی از آن است که در سرریز پلکانی با شیب ۱:۳ ایجاد آستانه­ای یکپارچه با طول h و ارتفاع h۵/۰ با افزایش ۷/۴ درصد در افت انرژی، نسبت به حالت بدون کنگره، مناسب ترین عملکرد را دارد. مقایسه ها همچنین نشان می دهد اعمال زبری در سرریزهای مورد مطالعه عملکرد آنها را کاهش می­دهد و میزان افت نسبی انرژی را به طور متوسط ۶/۳ درصد نسبت به حالت­های بدون زبری کم می­کند.

Keywords:

اتلاف انرژی , رژیم جریان , زبری , سرریز پلکانی , سرریز کنگره ای , شیب سرریز