تعيين مرزهاي هيدروليكي رژيم هاي جريان ريزشي، غيرريزشي و انتقالي در سرريزهاي پلكاني با استفاده از مدل فيزيكي

Determination of Hydraulic Boundaries for Nappe, Skimming and Transition Flow Regime in Stepped Spillways by Physical Modeling

هنگامي كه جريان از روي سرريز پلكاني با "رژيم ريزشي" برقرار باشد، با افزايش تدريجي دبي جريان و قبل از رسيدن به رژيم كاملا "غير ريزشي"، "رژيم انتقالي" اتفاق مي‌افتد. مكانيسم استهلاك انرژي در هر يك از رژيم‌هاي مذكور متفاوت بوده و لذا دانستن شرايط هيدروليكي در مرز تفكيكي هر يك از رژيم‌هاي فوق الذكر از اهميت ويژه برخوردار است. هدف از اين تحقيق تعيين مرز دقيق مناطق مختلف رژيم هاي سه گانه و شرايط هيدروليكي آن ها و به خصوص بررسي شرايط هيدروليكي حاكم بر رژيم جريان "انتقالي" است كه در ساير مطالعات به خوبي روشن نشده است. براي اين منظور 18 مدل فيزيكي از سرريزهاي پلكاني با شيب‌هاي 15، 25، 45 درجه و با تعداد پله‌هاي متفاوت ساخته و مورد آزمايش قرار گرفت. بررسي مرزهاي رژيم جريان انتقالي نشان داد كه اين نوع رژيم بستگي به دبي جريان و شيب عمومي سرريز پلكاني دارد. همچنين نتايج نشان داد كه تقريباً محدوده تعريفي براي رژيم انتقالي در اين پژوهش با محدوده رژيم انتقالي اشاره شده توسط ساير محققين يكسان بوده، به استثناي اينكه مرزهاي بدست آمده رژيم انتقالي براي اين پژوهش كمي به سمت راست منتقل شده است. مقايسه باند تعريف شده در اين تحقيق با داده‎هاي ساير محققان برآورد بهتر اين تحقيق را نشان مي‎دهد.

While flow over stepped spillway is in nappe regime, with gradual increasing of discharge and before changing flow to skimming, transition regime occurs. Different energy dissipation in each flow regime exists and thus understating of hydraulic conditions in the transition boundary of each regime is essential. The purpose of this research is to determine these boundaries among three regimes, their hydraulic conditions and specially governing hydraulic criteria on transition regime which have not been clarified in previous studies. For this purpose, 18 physical models of stepped spillways were built with slope angles of 15, 25 and 45 degrees. Results showed that transition regime depended on discharge and spillway slope. The boundary defined for the transition regime in this study is near the boundary proposed by other researchers, except with some shifting to the right. Comparison of the defined transition boundary in the present study with data of other researchers revealed greater reliability of the present study.