بررسي اثر هندسه آستانه پلكاني برخصوصيات پرش هيدروليكي در پايين دست سرريز اوجي

The effect of stepped sill geometry on hydraulic jump characteristics at downstream of Ogee spillway

حوضچه ­هاي آرامش به عنوان يك سازه هيدروليكي موثر براي استهلاك انرژي جنبشي جريان فوق بحراني در پايين دست سرريز قرار مي­ گيرند و در بعضي موارد براي كنترل و تثبيت موقعيت پرش هيدروليكي و دستيابي به يك طرح اقتصادي از اجزايي مانند بلوك­ هاي كف، آستانه انتهايي و ..در حوضچه آرامش استفاده مي­شود. دراين تحقيق تأثير هندسه آستانه پلكاني در پايين دست سرريز اوجي برخصوصيات پرش از جمله طول پرش، عمق ثانويه و افت نسبي انرژي مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش ها براي سه شكل مختلف آستانه به صورت آستانه پلكاني مثبت، منفي و مزدوج در دو فاصله نسبي از پنجه پرش انجام گرديد. نتايج آزمايشگاهي نشان مي­ دهد كه وجود آستانه پلكاني منفياثر بيشتري در كاهش عمق ثانويه پرش هيدروليكي، كاهش طول پرش و افزايش افت نسبي انرژي نسبت به ساير گزينه­ هاي مورد آزمايشدارد. آستانه پلكاني منفي طول پرش هيدروليكي را به ميزان 14 تا 32 درصد نسبت به پرش هيدروليكي كلاسيك كاهش مي­ دهد. همچنين كاهش فاصله قرارگيري آستانه اثري مثبت بر افزايش افت نسبي انرژي دارد بطوريكه در آستانه پلكاني منفي در فواصل قرارگيري نسبي 18/75و 14/6 افت نسبي انرژي به ترتيب 8 و 11 درصد افزايش مي­يابد.

Stilling basin as an efficiently hydraulic structure to dissipation the kinetic energy of supercritical flow is located at the downstream of a spillway. In some cases to control and fix the position of hydraulic jump and to get an economic design baffle blocks with end sill are used in stilling basin. So to control and reduce the length of hydraulic jump, build a short sill in a stilling basin as a continuous sill can be effective. Extensive experiments were conducted for three different geometries of stepped sill at two positions from the hydraulic jump toe. The results show that the stepped sill with negative step had a significant effect on reducing tail water and length of hydraulic jump and increasing relative energy dissipation. Negative step reduced length of hydraulic jump in range of 14 to 32 percent. Also changes in the geometry of sill has an effect on the flow pattern through the sill as the negative stepped and duplex stepped sill could reduce the intensity of the vortexes that formed in the downstream of the sill and the risk of erosion downstream of stilling basin. also decrease the distance location of sill had a positive effect on the relative energy dissipation, so that the negative stepped sill in relative distances 18.75 and 14.6, relative energy dissipation increase respectively 8 and 11%.