بررسي عمق مزدوج پرش هيدروليكي تحت تاثير اجزاي زبر كف

Effect of Roughness Shape on the Sequent Depth Ratio of Hydraulic Jump

در تحقيق حاضر اثر اجزاي زبر با شكل هاي مختلف بر تنش برشي بستر و عمق مزدوج پرش هيدروليكي در كانال هاي مستطيلي افقي بررسي شده است. آزمايش ها در فلومي به طول 5/7 متر و عرض 3/0 متر در آزمايشگاه هيدروليك دانشگاه شهيد چمران اهواز انجام شد. براي اين منظور اجزاي زبر منشوري با مقاطع مختلف مستطيلي، مثلثي، دايره‌اي ، لوزي و شش‌ضلعي بررسي شد. در اين تحقيق، اجزاي زبر بر روي كف فلوم در پايين دست سرريز اوجي به نحوي قرار داده شد كه سطح فوقاني آنها در زير جت ورودي آب قرار گرفت. عدد فرود جريان ورودي در محدوده 5/4 الي 0/12 بود. پروفيل سطح آب، طول غلتان و طول پرش هيدروليكي در هر آزمايش و هم چنين سرعت جريان طولي و عمقي در تعدادي از آزمايش ها اندازه گيري شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه عمق مزدوج به دليل وجود اجزاي زبر كاهش مي‌يابد. ميزان اين كاهش بستگي به عدد فرود و شكل اجزاي زبر دارد. بيشترين كاهش عمق مزدوج مربوط به وجود اجزاي زبر مثلثي شكل بود. در اين تحقيق روابطي براي تعيين عمق مزدوج پرش هيدروليكي و ضريب نيروي برشي بستر بر اساس عدد فرود در مورد اجزاي زبر ارايه شده است.

In this study, the effect of shape of roughness elements on the bed shear stress and sequent depth of hydraulic jump have been investigated. Experiments are conducted in a rectangular flume 0f 7.5 m long and 0.3 m wide in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University, Ahwaz, Iran. For the purpose of this study, prismatic roughness elements with different shapes: rectangular, triangular, circular, lozenge and hexangular were tested. The roughened elements are glued on the bed of flume downstream of ogee spillway in such a way that the incoming water jet is just above the element surface. The incoming Froude number was in the range of 4.5 to 12. During each tests the water surface profile, the roller length and the jump length were measured. In few tests the longitudes and vertical flow velocity were measured. The results indicated that the presence of rough elements can reduce the sequent depth ratio. The amount of reduction would depend on the Froude number and the roughness shape. The triangular element can produce lesser sequent depth ratio. Relations have been presented in this study for the sequent depth of hydraulic jump and shear force coefficient of bed as a function of the Froude number for each roughness shape.