بررسی تاثیر قطر سنگدانه های در افت انرژی سرریزهای پلکانی گابیونی

سرریزهای پلکانی به علت افت انرژی قابل توجه در روی شوت و ایجاد رژیم جریان خود هواده بسیار مورد استفاده می باشند. در این میان ، استفاده از سیستم گابیون روی سرریز می تواند به علت وجود محیط متخلخل و مقاومت بصورت نیروی درگ باعث افت انرژی شود. از طرفی ساخت ساده این سرریزها با مصالح محلی باعث ایجاد رشد روزافزون استفاده از آن شده است. مشکل مهم سرریزهای پلکانی گابیونی، پیچیدگی های مختلف فیزیک جریان روی آن می باشد. مسائلی نظیر افت انرژی ، میدان های سرعت ، رژیم های جریان و هوادهی در این سرریزها از سطح پیچیدگی بالاتری نسبت به سرریزهای پلکانی نفوذ ناپذیر برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از مدل عددی Flow-3D به بررسی هیدرولیک جریان روی شوتهای سرریز پلکانی پرداخته می شود. از مدل محیط متخلخل با روش فورشهایمر برای مدلسازی محیط متخلخل استفاده شده است. برای کالیبراسیون ضرایب و صحت سنجی از مدل آزمایشگاهی مشخصی استفاده شده است. سپس برای اقطار مختلف سنگدانه و دبی ثابت افت انرژی در این سرریزهای محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد، در حالت قطر بزرگ سنگدانه ها ( 22.5 و 30 میلیمتر) افت انرژی در حدود 70 درصد بوده و در قطرهای کمتر به ماکزیمم 80 درصد می رسد. در واقع همانطور که انتظار می رود اختلاف افت انرژی بین سرریز پلکانی گابیونی وسرریز پلکانی نفوذ ناپذیر بین 10 تا 15 درصد باشد.

Keywords:

سرریزهای پلکانی , محیط متخلخل , افت انرژی , ضرایب فورشهایمر