بررسی نیروهای هیدرودینامیکی کف حوضچه‎های آرامش با پله معکوس و بستر زبر

Abstract

مقدمه: در بسیاری از سازه‎های هیدرولیکی نیاز است تا انرژی جریان مستهلک گردد تا باعث فرسایش و یا تخریب سازه نگردد. در عمل روش های مختلفی جهت این امر وجود دارد که از جمله آنها پرش هیدرولیکی است. پرش هیدرولیکی در حالت های مختلفی از هندسه کانال و شرایط آن قابل وقوع است. در اثر پایین افتادن ناگهانی کف کانال که از آن به عنوان پله معکوس نیزنام برده میشود، طول پرش هیدرولیکی، اعماق مزدوج پرش، فشارهای هیدرودینامیکی در کف و دیگر مشخصات آن تغییر می کند. همچنین با استفاده از زبری در بستر حوضچه‎های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی می توان طول پرش را کاهش داد.روش­: این تحقیق با روش آزمایشگاهی انجام شد در این تحقیق شرایط پله معکوس و بستر زبر به صورت توام در پرش هیدرولیکی اعمال شده و تغییرات فشارهای هیدرودینامیکی در کف حوضچه آرامش مورد بررسی قرار گرفت.یافته­ها: نتایج نشان داد که بحرانی ترین منطقه پرش از لحاظ بوجود آمدن حداکثر نیروهای هیدرودینامیکی و کاویتاسیون در این نوع حوضچه‌های آرامش در محدوده‌ی با طول بی‎بعد 10.44<x/y1<13.43 می‎باشد. که x فاصله از ابتدای پرش و y1 عمق اولیه پرش می باشد. همچنین نوسانات فشار با فاصله گرفتن از لبه پرش در پرش پله معکوس با بستر زبر، ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار حداکثر سیر نزولی خود را طی میکند. نتیجه­گیری: در حالت کلی بهبود نوسانات در غالب بخشهای حوضچه آرامش از نوع پله معکوس و بستر زبر مشاهده گردید. نتایج تجربی ارائه شده می‎تواند در طراحی حوضچه آرامش با پله معکوس و بستر زبر، بر اساس ضخامت دالهای بتنی مورد نیاز برای اطمینان از پایداری پوشش های کف، مفید واقع شوند.

Keywords

• حوضچه آرامش
• پله معکوس
• بستر زبر