مطالعه تأثير هندسه پله برافت انرژي در سرريزهاي پلكاني با شبيه سازي عددي

در دهه های اخیر، سرریزهای پلكانی به عنوان یك راهكار مناسب برای استهلاك انرژی مورد توجه ویژه ای قرارگرفته اند. اگر عملكرد هیدرولیكی این سرریزها بدرستی دانسته شود، می توان افت انرژی را افزایش داد. در این تحقیق، شبیه سازی عددی جریان بر روی سرریزهای پلكانی برای تركیب های گوناگونی از پله ها و در دو سری آزمایش، در محدوده دبی lit/sec/m 33-533 انجام شد . در سری اول ،4 شیب ؛ 30، 45، 53 و 60 درجه با ارتفاع پله ثابت 6cm و در سری دوم ، سه ارتفاع مختلف پله یعنی 3 ، 7/5 و 9cm ، با شیب ثابت 45 درجه در نظر گرفته شد. از نرم افزار FLUENT برای پیش بینی خصوصیات عمده جریان مانند؛ سطح آزاد، سرعت جریان، فشار روی پله ها و نیز تعیین میزان افت انرژی استفاده به عمل آمده است. برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل k استفاده گردید. یك شبكه بی سازمان برای مدل كردن مرزهای نامنظم جریان و مدل حجم سیال برای تعیین سطح آزاد بكار برده شد. مقایسه نتایج مدل عددی با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد كه این روش برای شبیه سازی جریان روی سرریزهای پلكانی مناسب بوده و نتایج مدل عددی، سازگاری خوبی با مقادیر آزمایشگاهی دارد. افت انرژی های محاسبه شده، در محدوده %79 - 35 قرار دارد . نتایج نشان می دهد كه درصد افت انرژی مستقل از ارتفاع پله بوده و با افزایش شیب كلی سرریز كاهش می یابد. در گزینه های مختلف ارتفاع پله و همینطور شیب سرریز، با افزایش شدت جریان درصد افت انرژی كاهش می یابد.