بررسی آزمایشگاهی افت انرژی در سرریزهای پلکانی لبه دار و بدون لبه
چکیده
سرریزهای پلکانی تاریخی چند هزار ساله دارند که معمولا در سدهای مخزنی به منظور رهاسازی ایمن سیلاب ها به کار می روند. امروزه استفاده از سرریزهای پلکانی در نقاط مختلف دنیا به علت توانایی فوق العاده آن ها در استهلاک انرژی جریان، رواج گسترده ای یافته است. در تحقیق پیش رو، هدف بررسی آزمایشگاهی افت انرژی بر روی سرریز پلکانی لبه دار و بدون لبه در رژیم جریان ریزشی می باشد. این تحقیق بر روی مدل یک سرریز 10 پله ای با شیب 45 درجه انجام شده است. لبه های طراحی شده، در ابتدا و وسط پله های مشخصی تعبیه گردید و به ازای دبی های مختلف میزان افت انرژی جریان محاسبه شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در هر دو حالـت پله های لبه دار و بدون لبه با افزایش دبی جریان افـت انرژی نسبی کاهش می یابد. همچنین افت انرژی در حالت لبه دار بودن پله ها بیشتر از حالت بدون لبه بود. در حـالتی که لبه ها به طور جداگانه در ابتدا و وسط پله نصـب شدند، لبه با ارتفاع 1 سانتی متری به عنوان لبه مناسب معرفی شد. در حالتی که لبه ها همزمان در ابتدا و وسط پله نصب شدند، لبه با ارتفاع 5 سانتی متری به عنوان لبه مناسب معرفی شد. در حالتی که لبه ابتدایی پله ثابت بود و لبه وسط تغییر می کرد، با افزایش ارتفاع لبه در وسط پله افت انرژی هم بیشتر شد. همچنین استفاده از عمق آب قبل از پرش هیدرولیکی (در حالت جریان حباب دار)، باعث برآورد بیشتر افـت انرژی نسبی گردید. همچنین قرارگیری لبه بر روی پله های اولیه سرریز باعث کاهش طول حوضچه آرامـش شـد. همچنین نتایج نشان داد که تأثیر مقیـاس مدل در برآورد افت انرژی ناچیز می باشد. در مورد محل مناسب برای نصـب لبه ها نتایج نشان داد که در تمامی حالت ها استفاده از لبه با ارتفاع بیشتر مناسب تر می باشد. در حالت هایی که دو لبه مشابه در ابتدا و وسط پله قرار گرفتند، در مورد لبـه با ارتفاع 1 و 5 سـانتی متری، قرار گیری لبه در ابتدای پله مناسب تر بود ولی برای لبه 3 سانتی متری این مسئله متفاوت بود.