بررسي عددي توزيع سرعت و الگوي جريان عبوري از پله هاي اصلاح شده سرريز پلكاني

سرريزهاي پلكاني از طريق ايجاد سطح مقاومتي و زبري پله ها در برابر جريان عبوري از خود، باعث استهلاك انرژي مي شوند. در اين تحقيق طرح اصلاح پله ها از طريق ايجاد المان هاي مكعبي شكل بر روي پله در آرايش هاي مختلف و شرايط هيدروليكي متفاوت به منظور بهبود عملكرد سرريزهاي پلكاني از طريق افزايش ميزان استهلاك انرژي درنظرگرفته شده است. بدين منظور و با استفاده از نرم افزار FLOW-3D، تاثير المان هاي روي پله بر روي نحوه توزيع سرعت، فشار، ميزان انرژي جنبشي تلاطم و در نهايت ميزان استهلاك انرژي جريان روي سرريز هاي اصلاح شده بررسي و با سرريز پلكاني ساده مقايسه شده است. نتايج عددي نشان داد كه ايجاد المان‌هاي روي پله، باعث برخي نوسانات بر روي سطح جريان و افزايش شدت برخورد جريان از طريق انحراف تيغه‌هاي جريان از مسير موازي خود مي شوند. ايجاد المان‌هاي روي پله، باعث كاهش سرعت تا حدود 10 درصد، افزايش انرژي جنبشي متلاطم تا 54 درصد و افزايش 6.42 درصدي استهلاك انرژي در مدل هاي اصلاح شده نسبت به مدل پلكاني ساده گرديد. بر روي وجه افقي پله ها فشار منفي وجود نداشت و فشار حداكثر در اواسط پله و متمايل به انتهاي پله روي مي دهد. وجود المان ها بر روي پله، باعث كوچك تر شدن نواحي فشار منفي در وجه قائم سرريز پلكاني مي شوند و خطر ايجاد پديده كاويتاسيون را كاهش مي دهند. مدل المانهاي تركيبي در بين آرايش ها بهترين عملكرد را داشته و كاهش ارتفاع المانها باعث بهبود رفتار آن ها مي شود.