پژوهش های مهندسی آب ایران

پژوهش های مهندسی آب ایران

بررسی آزمایشگاهی تأثیر موانع مثلثی بر پرش هیدرولیکی و توزیع عمق جریان در کانال‌های ذوزنقه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
2 دانشجوی دکترای، مهندسی عمران، آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهیدمدنی آذربایجان، تبریز، ایران
4 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
چکیده
پرش هیدرولیکی انتقال جریان از حالت فوق بحرانی به زیربحرانی را تسهیل می‌کند و در طراحی حوضچه‌های آرامش و کانال‌های ذوزنقه‌ای نقش مهمی دارد. در این پژوهش، تاثیر مانع‌های مثلثی متساوی‌الساقین بر ویژگی‌های پرش هیدرولیکی و توزیع عمق جریان در کانال‌های ذوزنقه‌ای بررسی شد. آزمایش‌ها در فلوم آزمایشگاهی به طول ۶ متر، عرض ۶۰ سانتی‌متر، و زاویه دیواره ۷۵ درجه، با استفاده از مانع‌های مثلثی با ارتفاع‌های ۲، ۳ و ۴ سانتی‌متر و فاصله­های ۱ تا ۴ سانتی‌متر در چیدمان زیگزاگی انجام گرفت. داده‌ها با ابزارهای دقیق نظیر دبی‌سنج اولتراسونیک، عمق‌سنج، و سرعت‌سنج میکرومولینه جمع‌آوری و با نرم‌افزار اکسل پردازش شد. نتایج نشان داد که مانع‌ها با ارتفاع ۴ سانتی‌متر عمق مزدوج را ۱۵ تا ۲۰ درصد و در فاصله بهینه ۴ سانتی‌متر تا ۲۸ درصد کاهش می­دهد. طول پرش هیدرولیکی با این مانع‌ها ۳۵ تا ۵۰ درصد کوتاه‌تر شد، درحالی‌که چیدمان زیگزاگی آشفتگی جریان را ۱۵ درصد و طول پرش را در نسبت  تا ۱۸ درصد دیگر کاهش داد. استهلاک انرژی ۲۲ درصد بهبود و مقاومت هیدرولیکی ۱۲ درصد افزایش یافت، که به توزیع یکنواخت‌تر انرژی تا ۲۰ درصد منجر شد. به‌طورکلی، مانع‌های مثلثی با تنظیم دقیق ارتفاع و فاصله، امکان طراحی حوضچه‌های آرامش فشرده‌تر را فراهم می‌کنند، هزینه‌های ساخت را ۱۰ تا ۱۵ درصد کاهش می‌دهند، و با کاهش فرسایش، پایداری کانال را تقویت می‌کنند. این یافته‌ها رویکردی نوآورانه برای بهینه‌سازی سیستم‌های هیدرولیکی ارائه می‌دهند که با کنترل دقیق دینامیک جریان، کارایی و پایداری سازه‌ها را به‌طور چشم گیری ارتقا می‌بخشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات