بررسي عددي اثر تغيير ارتفاع بلوك‌هاي مستطيلي قائم بر طول پرش هيدروليكي در حوضچه آرامش

Numerical study of the effect of height change of vertical rectangular blocks on the length of hydraulic jump in the relaxation pool

تغيير رژيم جريان از حالت فوق بحراني به حالت زير بحراني كه با افزايش ناگهاني سطح آب و افت انرژي قابل توجه همراه است، پرش هيدروليكي نام دارد. هنگامي كه جريانبا سرعت زياد با توده آب در حال حركت با سرعت كم برخورد نمايد، ابتدا جريان با سرعت زياد در زير توده آب حركت مي­كند، سپس به سمت سطح آب، پخش و گسترش مي­ يابد. پرش هيدروليكي پديده­ايي رايج در پايين دست سازه­ هاي هيدروليكي مثل سرريزها و دريچه­ ها مي باشد. معمولا در انتهاي سازه­ هايي مانند سرريز سدها، تنداب­ ها و آبشارها و دريچه­ ها به دليل سرعت زياد جريان نياز به سازه­ هايي براي استهلاك جريان و كاهش سرعت آن به منظور جلوگيري از فرسايش و حفاظت از تاسيسات پايين دست مي­ باشد كه يكي از متداول­ترين اين سازه­ ها حوضچه ­هاي آرامش مي­ باشد، كه در آنها با شكل ­گيري پرش هيدروليكي و عبور جريان از رژيم فوق بحراني به رژيم زير بحراني انرژي جريان مستهلك مي ­شود. پارامترهايي چون طول پرش هيدروليكي، نسبت عمق ثانويه به عمق اوليه و ميزان افت انرژي از جمله پارامترهاي مهمي هستند كه بر اقتصادي كردن سازه حوضچه آرامش تاثير فراواني دارند. هدف از اين تحقيق بررسي تاثير تغيير ارتفاع بلوك­ هاي مستطيلي قائم در حوضچه آرامش بر مشخصه­ هاي پرش هيدروليكي با استفاده از نرم افزار Flow-3D است. نتايج نشان داد افزايش ارتفاع بلوك ­ها، پرش هيدروليكي و استهلاك انرژي كامل جت جريان خروجي از زير دريچه در طول كمتري نسبت به شرايطي كه ارتفاع بلوك­ ها كم باشد، اتفاق مي ­افتد.

Changing the flow regime from supercritical to subcritical, which is accompanied by a sudden increase in water level and significant energy loss, is called hydraulic jumping. When a high-velocity water flow collides with a moving water mass at a low velocity, the current first moves rapidly below the water mass, then it spreads to the surface of the water. Hydraulic jumping is a common phenomenon on downstream of hydraulic structures such as crests and dam valves. Usually at the end of structures such as crest of dams, hurricanes and waterfalls and valves due to high water flow, structures are needed to dissipate water flow and reduce its speed to prevent erosion and protect downstream facilities. One of the most common of these structures is the settling basins, in which the energy flow is dissipated by the formation of hydraulic jump and the passage of water flow from the supercritical regime to the subcritical regime. Parameters such as hydraulic jump length, secondary depth to primary depth ratio and energy loss are important parameters that have a great impact on economizing the structure of the settling basin. The aim of this study was to investigate the effect of changing the height of vertical rectangular blocks in the settling basin on the hydraulic jump characteristics using Flow-3D software. The results showed that increasing the height of the blocks, hydraulic jump and full energy dissipation of the jet flow out of the sub-valve occurred less frequently than when the height of the blocks was low.