بررسي آزمايشگاهي استهلاك انرژي در شيب شكن هاي قائم مجهز به صفحه مشبك قائم با واگرايي تدريجي در پايين دست

Experimental study of Energy Dissipation at a Vertical dro‎p Equipped with Vertical Screen with Gradually Expanding at the Downstream

در مطالعه حاضر براي افزايش راندمان استهلاك انرژي جريان، اثر توامان شيب شكن قايم، واگرايي تدريجي و صفحات مشبك قايم مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش ها در يك فلوم آزمايشگاهي افقي با مقطع مستطيلي، با دو ارتفاع شيب شكن قايم و در نسبت هاي واگرايي ديواره0/5 تا 1، نسبت تخلخل صفحات مشبك 40% و 50% و محدوده عدد فرود 0/68 تا 0/92 انجام گرفت. نتايج نشان داد كه استفاده از صفحات مشبك و واگرايي ديواره ها باعث افزايش استهلاك انرژي و كاهش عمق استخر و عمق پايين دست مي گردد. بكارگيري ديواره واگرايي، صفحات مشبك و تاثير استفاده همزمان از صفحات مشبك و ديواره واگرايي به ترتيب باعث افزايش 25، 44 و 48 درصدي راندمان استهلاك انرژي مي گردد. نسبت تخلخل صفحات مشبك تاثير چنداني بر روي استهلاك انرژي ندارند ولي باعث كاهش عمق استخر و افزايش عمق پايين دست مي گردد. در شرايط هيدروليكي يكسان، با افزايش ارتفاع شيب شكن ميزان استهلاك انرژي جريان در اثر شدت برخورد بيشتر جت جريان عبوري از روي شيب شكن با كف پايين دست آن افزايش و عمق استخر كاهش مي يابد. با افزايش دبي، پرش هيدروليكي تشكيل شده در بالادست صفحات مشبك با نسبت تخلخل 40 درصد از نوع مستغرق بوده و به بالادست حركت مي كند. اين در حالي است كه در صفحات مشبك 50 درصد پرش ايجاد شده بصورت آزاد بوده و به سمت پايين دست حركت مي كند.

In the present study, the effect of vertical drop, gradually expanding and vertical screens are investigated to increase the efficiency of the energy dissipation of the flow. The experiments were carried out in a horizontal laboratory flume with a rectangular cross section, two vertical drop heights, and the wall expanding ratios of 0.5 to 1, the porosity ratio of the screens of 40% and 50%, and The range of Froude number of 0.86-0.92. The results showed that the use of screens and expansion of the walls would increase energy dissipation and decrease the pool depth and the downstream depth. The application of expanding wall, screen and the effect of simultaneous use of screens and expanding walls increases the efficiency of energy dissipation by 25, 44 and 48 percent, respectively. The porosity ratio of the screen is not much efficient in energy dissipation, but it reduces the pool depth and increases the downstream depth. In the same hydraulic conditions, energy dissipation is increased and the depth of the pool decreases by increasing the height of the drops due to the increased jet severity over the drop striking the downstream bed. By increasing the discharge, the hydraulic jump formed in the upstream of the screens with a porosity ratio of 40% is submerged and moves upwards. However, in screens 50% of the jump is free and moves downward.