تأثیر بستر موج دار و آبپایه برخصوصیات پرش هیدرولیکی در روی شیب معکوس
چکیده
پرش هیدرولیکی معمولا به منظور استهلاک انرژی جنبشی زیاد جریان در پایین دست سازه های هیدرولیکی نظیر سرریزها، شوت ها و دریچه ها و جلوگیری از فرسایش پایین دست سازه ها به کار می رود. در تحقیق حاضر، خصوصیات پرش هیدرولیکی بر روی شکل جدیدی از بستر زبر با زبری های نیم استوانه ای شکل و آبپایه در کانال مستطیلی با شیب افقی و معکوس مورد بررسی قرار گرفته است. در مجموع 352 آزمایش در محدوده اعداد فرود 6/4 تا 4/7 انجام شد. سه ارتفاع (r) به همراه چهار فاصله طولی (s) مختلف برای زبری ها و سه ارتفاع (s) برای آبپایه در نظر گرفته شد. شیب معکوس بستر شامل دو شیب 1 و 5/1 درصد بود. نتایج نشان داد که می توان برای پروفیل بی بعد سطح آب پرش هیدرولیکی بر روی بستر زبر با شیب افقی و معکوس رابطه ارائه نمود. همچنین مشخص شد که عمق مزدوج نسبی و طول پرش هیدرولیکی بر روی بستر های موج دار نیم استوانه ای شکل و با شیب معکوس کمتر از پرش کلاسیک بوده و میزان افت انرژی در پرش بر روی بستر زبر با شیب معکوس بیشتر از پرش کلاسیک می باشد. بررسی مقادیر ضریب تنش برشی نشان داد که این ضریب در بستر زبر با شیب معکوس حداکثر در حدود 16 برابر بستر صاف است. این روند با افزایش عدد فرود، ارتفاع و فاصله بین زبری ها شدت می یابد. همچنین با افزایش عدد فرود، ارتفاع آبپایه و شیب معکوس عمق مزدوج نسبی و طول پرش هیدرولیکی کاهش یافته و افت انرژی افزایش می یابد. در مجموع بکارگیری آبپایه و بستر زبر در حوضچه آرامش باعث تثبیت پرش بر روی شیب معکوس شده و خصوصیات پرش هیدرولیکی را بهبود می بخشد. برخی روابط تجربی ارائه و نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقات دیگر مقایسه گردید.