بررسی نوسانات فشار در طول پرش هیدرولیکی در حوضچه واگرای ناگهانی

پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش، از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان ماندگار و متغیر ناگهانی است که با سطح جریان منقطع دوفازی و گرداب های قوی همراه است. فشار های نوسانی ناشی از تلاطم در پرش می تواند با ایجاد حفره، فرسایش و لرزش موجب آسیب قابل توجهی در حوضچه گردد. در این مقاله به مشخصات نوسانات فشار در پرش هیدرولیکی نوع s در مقاطع واگرای ناگهانی پرداخته شده است. تاثیر نسبت واگرایی مقطع و شرایط ورودی جریان در پارامتر بدون بعد انحراف معیار استاندارد نوسانات فشار (Cp') و فشارهای حدی (Cp+, Cp-) پرداخته شده است. به این منظور آزمایش‌ها در یک فلوم نسبتا بزرگ به عرض 8/0 و طول 12 متر در حوضچه آرامش با نسبت های واگرایی 33/0، 5/0، 67/0 و 1 در محدوده اعداد فرود بین 5/2 تا 5/9 صورت گرفت. داده های فشار با استفاده از مبدل فشار با فرکانس نمونه برداری 40 هرتز برداشت شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که انحراف معیار نوسانات فشار و فشارهای حدی ناشی از پرش هیدرولیکی وابسته به عدد فرود جریان ورودی و موقعیت نقطه مورد نظر نسبت به پنجه پرش می باشد. به طوری که حداکثر ضرایب نوسانات فشار در فاصله 10 تا 30 برابر عمق اولیه پرش نسبت به پنجه پرش رخ می دهد. واگرایی در مقطع پرش سبب کاهش ضرایب نوسانات فشار می‌باشد. به طوری که در نسبت‌های واگرایی 33/0، 5/0 و 67/0 انحراف معیار نوسانات فشار به ترتیب برابر با 43%، 38% و 19 % در مقایسه با پرش کلاسیک کاهش می یابد.