پژوهش های مهندسی آب ایران

پژوهش های مهندسی آب ایران

بررسی استهلاک انرژی در فلوم کانال ذوزنقه‌ای با موانع مثلثی متساوی الساقین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه شهید مدنی آذربایجان - گروه مهندسی عمران - تبریز - ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد- مهندسی عمران - مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان
3 دانشجوی دکترا- مهندسی عمران- مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی دانشگاه مراغه
4 کارشناسی ارشد، مهندسی عمران -آب و سازه‌های هیدرولیکی-دانشگاه شهیدمدنی
10.22034/ijwer.2025.526201.1092
چکیده
بهینه‌سازی استهلاک انرژی در کانال‌های ذوزنقه‌ای برای مدیریت جریان و پایداری سازه‌های هیدرولیکی اهمیت بسزایی دارد. این پژوهش تجربی تأثیر موانع مثلثی متساوی‌الساقین با چیدمان زیگزاگی را بر استهلاک انرژی در فلوم ذوزنقه‌ای ۶ متری (عرض بالا ۶۰ سانتی‌متر، عرض قاعده ۱۶ سانتی‌متر، زاویه دیواره ۷۵ درجه) در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید مدنی آذربایجان بررسی کرد. موانع با ارتفاع‌های ۲، ۳ و ۴ سانتی‌متر در ۹ چیدمان زیگزاگی و دبی‌های 3.2 تا 6.84 لیتر بر ثانیه آزمایش شدند. داده‌ها با دبی‌سنج اولتراسونیک، عمق‌سنج و سرعت‌سنج میکرومولینه (دقت ۰٫۰۱ متر بر ثانیه) جمع‌آوری و با نرم‌افزارهای Excel و SPSS (نسخه ۲۶) و تحلیل ANOVA (p<0.05) پردازش شدند. چیدمان زیگزاگی استهلاک انرژی را 22.4 درصد افزایش داد (انرژی ویژه از 0.15 متر به 0.12 متر کاهش یافت)، عمق پایین‌دست را ۲۰ درصد کاهش داد و یکنواختی توزیع انرژی را ۲۰ درصد بهبود بخشید. شدت آشفتگی ۱۵ درصد کاهش یافت و مقاومت هیدرولیکی ۱۲ درصد افزایش یافت (Cd=1.45 در برابر 1.0 برای بستر صاف). فاصله‌گذاری بهینه (S/B=0.3) پایداری جریان را ۱۸ درصد ارتقا داد. در مقایسه با بسترهای موج‌دار (استهلاک انرژی ۱۵ درصد)، چیدمان زیگزاگی ۷ درصد عملکرد بهتری داشت. تحلیل ابعادی (h/y1=2، Fr1=3.33) و مدل‌سازی تجربی (R²=0.93) دقت نتایج را تأیید کردند. این طراحی هزینه‌های ساخت حوضچه‌های آرامش را ۴۰ درصد کاهش داد و کارایی هیدرولیکی را ۲۵ درصد بهبود بخشید، و راهکاری علمی برای مدیریت جریان‌های پرانرژی ارائه کرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات