مطالعه آزمایشگاهی تاثیر بستر موج دار مستطیلی بر خواص پرش هیدرولیکی
چکیده
پرش هیدرولیکی از جمله پدیده های هیدرولیکی است که موجب استهلاک انرژی جنبشی آب می گردد. استفاده از حوضچه های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی از جمله روش های معمول در این مکان ها می باشد. ابعاد این حوضچه ها بستگی به مشخصات پرش از جمله طول پرش و عمق مزدوج دارد و ایجاد زبری مصنوعی یکی از روش های کاهش ابعاد این حوضچه ها می باشد. در سال های اخیر مشخص گردیده است که زبری ممتد بستر حوضچه های آرامش می تواند در کاهش ابعاد پرش موثر باشد. در این پژوهش، بررسی تجربی مشخصات پرش هیدرولیکی بر روی 6 نوع بستر زبر مستطیلی در فلومی با مقطع مستطیلی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد انجام گرفت. فلوم دارای عرض و ارتفاع 4/0 متر و طول 12 متر بود. در مجموع 49 آزمایش در محدوده اعداد فرود اولیه 2/2 تا 2/9 انجام شد. در تمامی آزمایش ها خصوصیات اصلی پرش، شامل نسبت عمق های مزدوج، طول پرش و طول غلتاب و در تعدادی از آزمایش ها پروفیل سرعت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که عمق پایاب و طول پرش بر روی بسترهای موج دار مستطیلی نسبت به بستر صاف در شرایط هیدرولیکی یکسان به ترتیب 3/18 و 8/39 درصد کمتر می گردد. بررسی و مقایسه ضریب تنش برشی نشان داد که تنش برشی در بستر زبر به طور متوسط 1/10 برابر بستر صاف است. همچنین ضخامت لایه ی مرزی در این پژوهش 48/0 به دست آمد که در مقایسه با بسترهای صاف، تفاوت قابل توجهی دارد. همچنین نتایج نشان داد که از بین زبری های مورد آزمایش، در شرایطی که ارتفاع زبری برابر عمق اولیه پرش و فواصل زبری ها 4 تا 5 برابر ارتفاع زبری باشد، بیشترین کاهش در طول پرش و عمق پایاب حاصل شده است.