بررسي آزمايشگاهي و عددي جريان فوق‌بحراني در شيب‌شكن قائم با كانال دايره يي در بالادست

در شبكه‌هاي زيرسطحي، مقطع كانال بالادست شيب‌شكن‌ها عموماً دايره‌يي و جريان فوق‌بحراني است كه خصوصيات جريان در آن با شيب‌شكن‌هاي معمول كه مقطع بالادست و پايين‌دست آنها مستطيلي )شيب‌شكن قائم مستطيلي( و جريان زيربحراني در آنها برقرار است، تفاوت عمده‌يي دارد. ترازف از اين تحقيق مدل‌سازي عددي و آزمايشگاهي شيب‌شكن قائم با كانال دايره‌يي در بالادست و كانال مستطيلي در پايين‌دست است. براي دستيابي به اين ترازف، مدل آزمايشگاهي با ارتفاع ۰٫۳۴۵ متر ساخته شد. در مدل آزمايشگاهي، قطر داخلي لوله‌ي بالادست ۰٫۱۹ متر و عرض كانال مستطيلي پايين‌دست ۰٫۴ متر است. در لوله‌ي بالادست، از جعبه‌جت براي تغيير عدد فرود و توسعه‌يافتگي جريان استفاده شد. با استفاده از نرم‌افزار O‌p‌e‌n‌F‌O‌A‌M جريان نيز به صورت عددي شبيه‌سازي شد. عمق لبه‌ي شيب‌شكن، عمق گرداب، عمق پايين‌دست و ميزان اتلاف انرژي در جريان فوق‌بحراني با اعداد فرود ۱ تا ۳٫۸ و آب‌دهي نسبي ۰٫۲۵ تا ۰٫۵ بررسي شد. نتايج نشان داد عمق گرداب شيب‌شكن در مدل حاضر كمتر از عمق گرداب در شيب‌شكن قائم مستطيلي است. عمق گرداب و عمق پايين‌دست با افزايش آب‌دهي نسبي افزايش مي‌يابند. بازدهي شيب‌شكن در اتلاف انرژي ورودي بين ۵۰ تا ۷۵ درصد برآورد شد كه افت تراز انرژي نسبي آن حدود ۵۰ درصد بيشتر از شيب‌شكن‌قائم مستطيلي است. نتايج شبيه‌سازي عددي نيز تطابق خوبي با مشاهدات آزمايشگاهي داشت و مي‌توان براي بهينه‌سازي طرح نهايي با اطمينان از آن استفاده كرد.