بررسي آزمايشگاهي خصوصيات پرش هيدروليكي در حوضچه آرامش با پنج جت افقي مستغرق

Experimental Investigation on Characteristics of Hydraulic Jump in Stilling Basin With Multi-Horizontal Submerged Jets

حوضچه­ هاي آرامش با جت­ هاي افقي مستغرق نوع جديدي از سازه­ هاي استهلاك انرژي مي ­باشند كه با هدايت جريان فوق بحراني خروجي از جت­ ها به پاياب و ايجاد پرش هيدروليكي مستغرق سبب اتلاف انرژي مي ­شوند. مزيت اين سازه از بين بردن اثر سرعت زياد جريان نزديك بستر و فشار منفي در كف مي ­باشد. در اين مطالعه خصوصيات پرش هيدروليكي براي جت ­هاي افقي مستغرق با پرش هيدروليكي كلاسيك مقايسه شد و همچنين روابطي براي خصوصيات پرش هيدروليكي و ميزان استهلاك انرژي در جت­ هاي افقي مستغرق ارائه شد. آزمايش ­ها در فلومي به طول 15 متر و عرض 80 سانتي­متر با مدل جت پنج تايي در دولايه و از جنس پلي وينيل كلرايد فشرده و در محدوده اعداد فرود 1/5 تا 5 صورت گرفت. نتايج نشان داد كه ميزان استهلاك انرژي براي جت­ هاي افقي مستغرق حدوداً به ميزان 25 درصد بيشتر از مقدار نظير آن در پرش كلاسيك مي­باشد. طول پرش هيدروليكي و طول غلتاب براي جت­هاي افقي مستغرق بيشتر از پرش كلاسيك مي ­باشد ولي در اعداد فرود بيشتر از چهار، طول غلتاب تشكيل‌شده بعد از جت­ هاي افقي مستغرق كمتر از مقدار آن در حالت پرش هيدروليكي كلاسيك است و با افزايش عدد فرود اين مقدار اختلاف نيز افزايش مي­ يابد.

Stilling basin with multi-horizontal submerged jets is a new type of energy dissipater structure which causes to collapse excess energy by guiding the supercritical flow through jets and forming submerged hydraulic jump. The important advantage of this type of structures is to eliminate effects of high Flow velocity near to bed and negative bed pressure. In this study the characteristics of hydraulic jump in stilling basin with five parallel submerged jets have been investigated and results are compared with the previous studies also series of experimental equations provided for estimating of the flow characteristics in the multi-horizontal submerged jets. Experiments were carried out in a flume with 15m length and 80cm width. The model of jets has been made from PVC sheets and Froude number varies from 1.5 to 5.We concluded that the energy dissipation rate of submerged jets is approximately 25 percent more than that of the classical hydraulic jump. Length of the jump and length of the roller for multi-horizontal. submerged jets were found to be larger than classical hydraulic jump. But for Froude number more than 4, the roller length for multi-horizontal submerged jets is less than the roller length of classical hydraulic jump with the same Froude number; the difference will be larger as the Froude number increases.