بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی در انقباض ناگهانی جریان با سطوح آزاد

یکی از مشکلات موجود در مراحل ذخیره­سازی و انتقال آب افزایش انرژی جنبشی جریان است که با استفاده از مستهلک کننده‌های انرژی می‌توان آن را کاهش داد. در صورت عدم کنترل به هنگام انرژی جنبشی جریان ریزشی، خسارات قابل توجهی به کانال‌ها و سازه‌های پایین‌دست وارد خواهد شد. یکی از راهکارهای کاهش این انرژی جنبشی مخرب استفاده از حوضچه‌های آرامش و پرش هیدرولیکی می‌باشد. با توجه به اهمیت موضوع در این تحقیق رفتار یک جریان فوق بحرانی با سطح آزاد در مواجهه با انقباض ناگهانی در مسیر جریان، به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر این اساس عدد فرود به عنوان تأثیرگذارترین پارامتر بدون بعد در این زمینه در بازه 3 تا 8 تغییر کرده است. بر اساس نتایج آزمایشگاهی با افزایش عدد فرود جریان بالادست، پارامترهای افت انرژی نسبت به بالادست و پایین‌دست افزایش می‌یابند. همچنین میزان استهلاک انرژی ناشی از انقباض ناگهانی بیشتر از پرش هیدرولیکی آزاد مشاهده شد به طوری که بر اساس افت انرژی نسبت به بالادست، 43/11 درصد و بر اساس افت انرژی نسبت به پایین دست، 03/65 درصد بیشتر از پرش هیدرولیکی آزاد، استهلاک انرژی وجود داشته است. همچنین بیشترین مقدار افت انرژی مربوط به قبل از انقباض ناگهانی می‌باشد که در این مقطع با افزایش دبی جریان و متعاقباً با افزایش عدد فرود، میزان افت انرژی به شدت افزایش یافته است.همچنین مشاهده گردید، تنگ‌شدگی در تثبیت محل پرش مؤثر است.