بررسی اثر اعمال تغییرات هیدرولیکی و هندسی بر استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی

برای عبور دادن آبهای اضافی و سیلاب ها از سرآب به پایاب سدها از سازه ای به نام سرریز استفاده می شود. سرریزها و تنداب ها از جمله سازه های هیدرولیکی مهمی می باشند که در پایداری سدها نقش اساسی را ایفا می نمایند. در بعضی موارد و در زمانی که شیب برای احداث تندآب بسیار تند است، برای انتقال آب از بالادست به پایین دست از سرریز پلکانی که تاثیر افزاینده ای در استهلاک انرژی دارد، استفاده می کنند. در تحقیق حاضر برای تشخیص تاثیر پارامترهای مختلفی مانند تعداد پله ها (N)، ارتفاع پله ها (h)، طول پله ها (L) و دبی در واحد عرض (q) بر استهلاک انرژی در سرریز پلکانی ساده از روش عددی استفاده شده است. روابط بین استهلاک انرژی و عمق بحرانی جریان در سرریز پلکانی ارایه و مورد بحث قرار گرفته اند. در این بررسی برای حل معادلات حاکمه از روش حجم محدود و برای ارزیابی آشفتگی جریان از مدل K- ε استفاده شده است. سطح آزاد جریان، سرعت ها، و فشارها در سرریزها پلکانی بوسیله روش عددی مغشوش مدل شده اند. نتایج روش عددی با نتایج آزمایشگاهی دیگ محققان مقایسه شد و نتایج از همخوانی مناسبی برخوردار هستند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با افزایش دبی جریان، استهلاک انرژی کاهش و با ثابت بودن ارتفاع شد و افزایش تعداد پله ها استهلاک انرژی کاهش می یابد.

Keywords:

سرریز پلکانی , استهلاک انرژی , مدل عددی , Flow-3D , مدل آشفتگی K- ε