بررسی هیدرولیک جریان در سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل های فیزیکی

استهلا ک انرژ ی جریا ن آ ب از روی سرریز سدها معمولا به یکی از سه صور ت زیر اتفا ق می افتد: 1- احدا ث حوضچه آرامش استاندارد در پایین دست سرریزکه در آ ن پرش هیدرولیکی اتفاق افتاده و موجب اتلاف انرژی بسیاری می گردد.2- پرتا ب جریا ن آ ب با سرعت زیاد از روی باکت جامی شکل و برخورد با حوضچه استغراق پایین دست.3- احدا ث سرریز پلکانی.در سرریزهای پلکانی، پله ها با ایجاد زبریهای بزرگ، باعث افت انرژی زیادی گردیده و موجب حذف و یا کاهش زیادی در ابعاد سازه مستهلک کننده انرژی در پایاب خواهد گردید. از طرفی به دلیل بهینه بودن اجرای سدها با مصالح بتن غلطکی از لحاظ سرعت بیشتر اجرا و صرف هزینه های کمتر نسبت به سدهای خاکی و بتنی معمولی، اجرای بسیاری از سدهای پلکانی توسط روش بتن غلطکی انجام گردیده است در این پژوهش با ساخت تعداد 54 مدل از سرریزهای پلکانی ، در سه شیب مختلف 21/8 ، 26/56 و 30 درجه و انجام آزمایشات متعدد با دبی های مختلف (حداقل دبی 10 لیتر بر ثانیه در واحد عرض و حداکثر 50 لیتر بر ثانیه در واحد عرض ) به بررسی رفتار جریان بر روی سرریزهای پلکانی پرداخته شد.پارامتر متغیر در مدل های هم شیب تعداد پلکان می باشد. ابتدا افت انرژی صورت پذیرفته در سرریزها در سه شیب مورد بررسی قرار گرفت .در ادامه افت انرژی نسبی صورت پذیرفته در سه شیب مختلف با یکدیگر مقایسه گردید که نتایج نشانگر این مطلب می باشند که در تعداد پلکان های بالا و با تبدیل شدن جریان ریزشی به جریان غیرریزشی میزان افت انرژی نسبی در سرریز 21/8 درجه بیشتر از دو شیب دیگر می باشد . این مطلب را اینگونه می توان توجیه نمود که با افزایش شیب سرریز (نسبت 1/H ) تبدیل جریان ریزشی به غیرریزشی سریع تر بوقوع می پیوندد و چون افت انرژی صورت پذیرفته در جریان ریزشی بیشتر از جریان غیرریزشی می باشد نمودار افت انرژی در شیب کمتر بالاتر از دو نمودار دیگر قرار می گیرد.

Keywords:

سرریزهای پلکانی , افت انرژی نسبی , تعداد پلکان , جریان ریزشی , جریان غیرریزشی