بررسي نوسانات فشار در بستر پرش هيدروليكي مستغرق

پرش هيدروليكي داراي كاربردهاي فراواني در انتقال و تصفيه آب و فاضلاب است. اين پديده از ديدگاه ماكروسكوپي، يك جريان متغير ناگهاني است كه با گرداب‌هاي قوي همراه است و نوسانات تلاطمي بزرگي را ايجاد مي‌كند. اثر فشارهاي نوساني ناشي از تلاطم در پرش با اهميت است و بايد در طراحي سازه مورد توجه قرار گيرد. نوسانات فشار مي‌تواند با فرسايش و لرزش موجب آسيب در حوضچه آرامش شود. در اين پژوهش به مشخصات تلاطمي پرش هيدروليكي مستغرق در پايين‌دست يك سرريز بلند و بررسي اثرات درجه استغراق پرش در ميزان ضرايب نوسانات فشار پرداخته شد. به اين منظور آزمايش‌ها در يك مجراي مستطيلي شامل سرريزي با زاويه 30 درجه و ارتفاع 1.8 متر و كانال افقي به عرض 0.3 و طول 3 متر، براي عدد فرود 7.07 با درجات مختلف استغراق انجام شد. داده‌هاي فشار با استفاده از مبدل فشار با فركانس نمونه‌برداري 100 هرتز ثبت شد. آزمايش‌ها نشان داد شدت نوسانات فشار در بستر پرش هيدروليكي مستغرق تابعي از عدد فرود، فاصله نسبي از ابتداي حوضچه و درجه استغراق است. با افزايش درجه استغراق، ضرايب نوسانات فشار (  c-p، c+pو c p) كاهش مي‌يابد به‌طوري كه با افزايش درجه استغراق از 1 تا 2، حداكثر ضريب انحراف معيار ( C pmax)89 درصد كاهش يافت. همچنين حداكثر ضرايبc-pو c+pدر كف حوضچه آرامش در فاصله كمتر از 20 برابر عمق اوليه پرش (X/Y1£20  ) از محل شروع حوضچه رخ داد. بنابراين فاصله مذكور به لحاظ طراحي سازه‌اي حوضچه حساسيت بيشتري دارد و درجه استغراق بيشتر در جهت اطمينان طراحي است.