اثر زبري بستر بر مشخصات جهش هيدروليكي روي شيب معكوس

Effect of roughness factor on characteristics of hydraulic jump in adverse slopes

ايجاد جهش آبي در مجاري شيبدار يكي از مسايل مورد توجه محققين بوده است. در تحقيق حاضر، اثر توام زبري بستر و شيب معكوس كانال هاي مستطيلي بر مشخصات جهش هيدروليكي به صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. براي آزمايشات از يك فلوم با عرض 7/0، ارتفاع 6/0 و طول 15 متر استفاده شد. آزمايشات در محدوده ي اعداد فرود بين 3 تا 6، شيب هاي معكوس 0، 005/0، 01/0 و 02/0 و چهار ضريب زبري 0114/0، 0145/0، 0172/0 و 0191/0 صورت گرفته است. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه با افزايش شيب معكوس نسبت عمق ثانويه و طول جهش هيدروليكي كاهش مي يابد و افزايش زبري كف كانال به دليل افزايش تنش برشي، باعث تشديد تاثير شيب معكوس روي طول جهش مي شود. در توجيه اين تغييرات مي توان تاثير مولفه رو به پايين نيروي وزن در روي شيب معكوس و افزايش تنش برشي در روي بستر زبر را عامل اصلي تغييرات دانست. همچنين افت انرژي جهش با افزايش شيب معكوس و ارتفاع زبري افزايش مي يابد.

In this study, the effect of bed roughness and adverse slope on the characteristics of hydraulic jump in a rectangular channel was experimentally investigated. Experiments were conducted in a laboratory flume with a rectangular cross-section of 0.7 m wide, 0.6 m deep and 15 m long. Initial Froude numbers, adverse slope and roughness factor in the range of 3-6 were considered. Experiments were conducted in five adverse slopes in the range of 0-0.02 with four different roughness factors in the range of 0.0114-0.0191. Characteristics of hydraulic jump including sequent depth ratio, length of jump and the energy dissipation were studied. The results showed that the sequent depth ratio and length of jump decrease by increasing the adverse slope and roughness factor. The main reasons for these changes are effects of the weight as a result of increasing the slope and increase in bed shear stress as a result of bed roughness. Also, results showed that the the energy loss of the hydraulic jump increaseed by increasing adverse slope and roughness factor.