بررسي پرش هيدروليكي در كانال با مقطع مثلثي و كنترل پرش با آستانة انتهايي لبه پهن

Hydraulic Jump in a Triangular Channel and Its Control Using a Broad Crested End Sill

يكي از رايج­ ترين روش­ ها براي استهلاك انرژي در پايين­ دست سازه ­ها در شبكه­ هاي آبياري و زهكشي، استفاده از پرش هيدروليكي مي ­باشد. برخلاف ساير مقاطع از قبيل مقطع مستطيلي، ذوزنقه­ اي و دايره ­اي، پرش هيدروليكي در كانال مثلثي تاكنون چندان بررسي نشده است. در اين مقاله، ويژگي­ هاي پرش هيدروليكي در يك كانال با مقطع مثلثي همراه با آستانه انتهايي لبه­ پهن مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمايش ­ها در يك كانال مستطيلي به طول 9، عرض 0/5 و ارتفاع 0/6 متر از جنس شيشه شفاف و تحت شرايط هيدروليكي مختلف شامل دبي­ هاي مختلف، دو بازشدگي دريچه و اعداد فرود ابتداي پرش در دامنه 12/5-2/5 انجام شدند. نتايج نشان داد كه به ­ازاي يك عدد فرود مشخص جت ورودي، عمق پاياب مورد نياز در مقطع مثلثي تا 70 درصد كمتر از مقدار متناظر در مقطع مستطيلي است. بر اساس نتايج به­­ دست آمده، روابط تجربي براي پارامترهاي بي­ بعد نسبت عمق ثانويه و ارتفاع آستانه انتهايي لبه­ پهن برحسب عدد فرود جريان ورودي به ­­دست آمد كه مي­ توان در طراحي­ ها از اين روابط براي تشكيل پرش كنترل شده، در شرايطي كه عمق پاياب كافي براي شكل­ گيري پرش هيدروليكي در كانال­ هاي مثلثي وجود ندارد، استفاده كرد.

Hydraulic jump has been used widely for dissipating excess energy downstream of hydraulic structures in irrigation and drainage networks. The characteristics of hydraulic jump in triangular sections have not been studied as much as those in rectangular, trapezoidal and circular sections. In this paper, the characteristics of hydraulic jump in a triangular channel with broad crested end sill is studied. The experiments are carried out in a laboratory flume of 9 m length, 0.5 m width and o.6 m height with glass side walls. Different flow discharges and sluice gate openings with issuing jet Froude number in the range of 2.5-12.5 was studied. The results showed that for a given Froude number, the required tail water depth for the triangular section is up to 70% lower than that in a rectangular section. Based on the regression analysis, several empirical equations are proposed for determining sequent depth ratio and dimensionless sill height as a function of inflow Froude number. The proposed equations can be used in designing controlled hydraulic jump in triangular sections were tail water is not adequate for a classic hydraulic jump.