بررسی مشخصات هیدرولیکی پرش در حوضچه های آرامش واگرا

حوضچه های آرامش یکی از انواع متداول سیستم های مستهلک کننده انرژی در پایین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها هستند. استهلاک انرژی در حوضچه های آرامش با شکل گیری پدیده پرش هیدرولیکی صورت می گیرد. حوضچه های واگرا یکی از انواع حوضچه های آرامش هستند. در این مقاله به بررسی تاثیر شرایط هیدرولیکی و هندسی بر عملکرد حوضچه های آرامش واگرا با مدل های آزمایشگاهی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، در مدل آزمایشگاهی با ایجاد زوایای واگرایی مختلف (0، 15، 30، 45، 60 و 90 درجه)، به ازای دبی های ورودی متفاوت (15، 30، 45 و 60 لیتر بر ثانیه)، پارامترهای هیدرولیکی نظیر عمق، سرعت، فشار هیدرواستاتیکی و طول پرش اندازه گیری شد. شبیه سازی عددی جریان با نرم افزار Flow-3D با مدل آشفتگی RNG با مقایسه با مدل آشفتگی k-ε استاندارد انجام شد. مقایسه پارامترهای هیدرولیکی حاصل از شبیه سازی عددی پرش هیدرولیکی و مدل های آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل عددی در برآورد پارامترهای هیدرولیکی دارای دقت قابل قبولی است. بررسی مشخصات هیدرولیکی پرش نشان می دهد که افزایش زاویه واگرایی سبب کاهش نسبت عمق ثانویه و افزایش افت نسبی انرژی می شود. بررسی آماری تغییرات مشخصات هیدرولیکی به ازای هر واحد تغییر زاویه واگرایی نشان می دهد که نسبت عمق ثانویه با متوسط تغییرات 39/0 حساسیت کم تری را به تغییر زاویه دارد.

Keywords:

پرش هیدرولیکی , حوضچه آرامش واگرا , مدل آزمایشگاهی , مدل آشفتگی RNG , مدل آشفتگی k-ε استاندارد , نرم افزار Flow-3D