بررسی عددی عملکرد سرریزهای پلکانی-کنگره ای بر روی استهلاک انرژی جریان های غیرریزشی

یکی از بارزترین مشخصات سرریز‌های پلکانی، استهلاک انرژی جریان در طول سرریز در اثر انتقال به پایین دست می باشد. هدف از این تحقیق پیشنهاد و معرفی شکل جدیدی از سرریزهای پلکانی برای دستیابی به بیشترین سطح از استهلاک انرژی جریان در انتقال به پایین دست سرریز می باشد. در این تحقیق هیدرولیک جریان عبوری از سرریز پلکانی تحت تأثیر تغییر و اصلاح شکل هندسی پله ها به شکل کنگره هایی از ذوزنقه، مثلثی و مستطیلی به کمک مدل FLOW-3D بررسی شده است. نتایج نشان داد که ایجاد تداخل تیغه های جریان در اثر عبور آب از روی شکل کنگره ای پله ها نکته ی قوت این نوع از سرریزهای پلکانی-کنگره ای می باشد. همچنین شکل کنگره-ای ذوزنقه ای عملکرد بهتری برای دست یابی به بیشترین میزان استهلاک انرژی از خود نشان می دهد. در شرایط جریان یکسان، سرریز پلکانی-کنگره ای مستطیلی، مثلثی و ذوزنقه ای به ترتیب به میزان 4.62، 12.21 و 23.76 درصد در کاهش سرعت جریان و 5.6، 13.1 و 17 درصد در استهلاک انرژی بیشتر نسبت به سرریز پلکانی متعارف مؤثر بودند. که علت این امر تداخل خطوط جریان و افزایش مقاومت در برابر جریان و همچنین افزایش ناحیه فرآیند گردش مجدد و ایجاد جریان چرخشی بیشتر در این نوع از سرریز های پلکانی جدید می-باشد. این نوع از سرریزها در مقایسه با سرریزهای پلکانی متعارف کمترین هد باقیمانده را دارد. نسبت هد باقیمانده در این سرریزها به طور متوسط برابر 2.57 ≈ Hres/yc و در سرریزهای پلکانی متعارف برابر 4.32 ≈ Hres/yc می باشد. در نهایت می توان از این سرریزها به عنوان نسل جدیدی از سرریزهای پلکانی در جهت افزایش راندمان و عملکرد هیدرولیکی آنها نام و بهره برد.