استهلاك انرژي در سرريزهاي پلكاني با ارتفاع و زواياي لبه مختلف

Energy Depreciation Of Stepped Spillways With height and different edges

در دهه هاي اخير سرريزهاي پلكاني نقش مهمي در مورد مستهلك كردن انرژي حاصل از جريان سرريز داشته اند.. رژيم جريان ريزشي در دبي هاي كم و رژيم جريان رويه اي در دبيهاي زياد رخ ميدهند و رژيم جريان تبديلي حدفاصل دو نوع جريان فوق الذكر ميباشد. در اين پروژه با مشخص شدن پارامترهاي مؤثر بر استهلاك انرژي و انجام آناليز ابعادي و بررسي مدلهاي اغتشاش و روشهاي انفصال،آناليز براي 16 مدل با هندسه گوناگون براي دو دبي lit/s 6/3 (جريان ريزشي) و litr/s 25 (جريان رويه اي) يعني جمعاً 32 مدل توسط نرم افزارهاي Gambit و Fluent با انتخاب مدل اغتشاش K−ε و روش حل VOF صورت گرفت. نتايج بدست آمده در حالت بدون لبه با نتايج آزمايشگاهي و رابطه چمني و راجاراتنام و چانسون مقايسه گرديد و در هر دو حالت ريزشي و رويه اي با وجود اختلاف كمي نتايج قابل قبولي نشان داد. علت اختلاف نتايج فوق آن است كه داده هاي آزمايشگاهي و آناليز عددي ، به علت عدم امكان محاسبه ضريب اصطكاك (f) در ابتدا ، بر اساس رابطه عمق مخلوط بدست آمده و رابطه چانسون عمق آب تميز را شامل مي شود. سپس با آناليز مدل هاي لبه دار و مقايسه آنها با نتايج آزمايشگاهي و روابط ذكر شده،به مقايسه نتايج آناليزهاي صورت گرفته با روابط بهينه شده توسط پدرام كه اثرات لبه در رابطه چمني و راچاراتنام براي رژيم ريزشي و رابطه ضريب اصطكاك براي رژيم جريان رويه اي را در نظر گرفته ، پرداخته و با توجه به همان نتايج چنين برمي آيد كه وجود لبه در انتهاي پله ها ميزان استهلاك انرژي جريان در طول شوت پله اي را افزايش مي دهد البته ميزان اين تأثير در رژيم هاي ريزشي و رويه اي تفاوت دارد و با افزايش دبي اين اثرات كمتر مي شود.

In recent decades, stepped spillways have been a significant role in this case.. This research is based on The flow energy calculated on these edged steps and simple steps in nappe flow and skimming flow regimes. Difference in height, width and edge slopes will determine the effects of each of these parameters on energy dissipation ratio And then the analysis of sixteen model with different geometries were conducted by Gambit and Fluent software for two discharges ٣/٦ lit/s (nappe flow) and ٢٥ litr/s (skimming flow) by the total of ٣٢ models. And with regard to the results achieved, the influence of the edge for nappe flow has been regarded according to Chamani and Rajaratnani equations. With regard to the results, it is suggested that the existence of the edge at the step end can be enhanced the energy dissipation ratio along the stepped chute. Of course the ratio of this effect in flow and skimming regimes are not the same and these effects are decreased by increasing of discharge.