بررسی آزمایشگاهی تأثیر هندسه آستانه بر پدیده هیسترزیس جریان با رژیم فوق‌بحرانی

Abstract

پژوهش حاضر، برای نخستین بار رفتار هیسترتیک جریان فوق ­بحرانی را که به‌دلیل دو رفتار متفاوت جریان در شرایط هیدرولیکی یکسان اتفاق می‌افتد، را به‌صورت آزمایشگاهی و تحلیلی مورد بررسی قرار داده است. به‌همین منظور، از سه آستانه با هندسه­ های استوانه ای، مکعب مستطیلی و هرمی ­شکل بهره گرفته شده است. محدوده دبی­ های بکاررفته در محدوده 0041/0 تا 01/0 مترمکعب بر ثانیه می­ باشد. دبی به‌صورت افزایشی در جریان اولیه و سپس به‌صورت کاهشی در جریان ثانویه وارد فلوم آزمایشگاهی می­ گردد. رژیم ­های احتمالی جریان در نزدیکی آستانه براساس اعماق نسبی در پایین‌دست دریچه‌کشویی و در دو مقطع یک و دو بصورت تابعی از عدد فرود عبوری از زیر دریچه طبقه­ بندی شده است. نتایج نشان می ­دهد که با افزایش دبی جریان و سپس کاهش آن، در برخی از دبی ­ها دو رفتار متفاوت از جریان در شرایط یکسان هیدرولیکی دیده می ­شود. همچنین نتایج نشان داد مقادیر اعماق نسبی y1/y0، y2/y0 و اعداد فرود مقاطع یک و دو به مقدار زیادی افزایش یافته است در حالی ­که راندمان پرش هیدرولیکی برای پارامتر استهلاک انرژی نسبی در آستانه مکعبی بیشتر از سایر آستانه ­ها می­باشد. به‌طوری که در جریان اولیه میزان این اعماق بیانگر رژیم زیربحرانی و در جریان ثانویه با تشکیل پدیده هیسترزیس در برخی از دبی ­ها بیانگر رژیم فوق­ بحرانی می­باشد.

Keywords

• رفتار هیسترتیک
• رژیم‌های احتمالی جریان
• آستانه
• اعماق نسبی جریان
• پرش هیدرولیکی