بررسی توزیع تنش برشی در مقاطع عرضی کانال های نیم سهموی

به سبب مشکلات موجود در اجرای کانال های آبیاری به صورت درجا از جمله اشغال سطح زیاد اراضی، کمبود مصالح قرضه مناسب، احتمال برخورد با عوارض متعدد و ... استفاده از کانال های پیش ساخته یکی از گزینه های قابل رقابت با کانال های درجاست. از دیدگاه نظری، موثرترین مقطع هیدرولیکی برای کانال های پوشش شده که در آنها آب صاف جریان دارد، مقطع نیم دایره می باشد. با وجود این، از نظر اجرایی استفاده از سطح مقطع نیم دایره عموما به کانال های پیش ساخته بتن مسلح (کانالت) محدود می شود. یکی از مسایل مهم در مهندسی هیدرولیک مجاری روباز، داشتن دانش کافی در خصوص میزان مقاومت هیدرولیکی در برابر جریان است. تحقیق حاضر به منظور بررسی توزیع تنش برشی موضعی در مقاطع عرضی کانال های نیم سهموی (کانالت) صورت پذیرفته است. برای تعیین تغییرات تنش برشی موضعی در مقطع عرضی از لوله پرستون با قطر خارجی 4 میلیمتر مجهز به سلول های حساس به فشار دینامیک و در فواصل مشخص استفاده گردیده است. جهت تبدیل فشار قرایت شده به تنش برشی از منحنی کالیبراسیون پتل استفاده گردیده است. بررسی روند تغییرات تنش برشی در مقطع عرضی نشان دهنده این موضوع می باشد که میزان تنش برشی موضعی در جداره ها و نزدیک به سطح جریان به دلیل شکل مقطع و شیب جداره و نیز تاثیر جریان های ثانویه و لزجت گردابی بیش از بستر کانال می باشد. منشاء اصلی این جریان ها از تفاوت تنش برشی بین لایه های سیال است که به دلیل تغییرات سرعت جریان در جداره شیبدار کانال، تنش برشی در داخل لایه های سیال به وجود می آید که باعث شکل گیری جریان های ثانویه ای در این ناحیه می شود.

Keywords:

توزیع تنش برشی , کانال نیم سهموی , لوله پرستون