بررسی عملکرد صفحات مستغرق افقی برای کاهش حد استغراق بحرانی در آبگیرهای قائم

یکی از روش های تامین نیاز آبی بخش کشاورزی، آب شهری، نیروگاه ها و بخش صنعت، برداشت آب از مخازن و یا کانال های انتقال آب توسط آبگیرهای قائم می باشد. اما این روش اغلب با پدیده تشکیل جریان های گردابی در دهانه آبگیر مواجه می باشد. این امر باعث ورود هوا و ایجاد جریان های پیچشی در داخل مجرای انتقال می گردد که به دنبال آن مشکلات دیگری نظیر افت بار در ورودی، کاهش ظرفیت آبگیری، افزایش احتمال وقوع پدیده خلازایی، ایجاد لرزش و سر و صدا و ... بوقوع می پیوندد. از جمله ابزارهای مقابله با تشکیل گرداب می توان به نصب پره های قائم در جلوی دهانه آبگیر، سرپوش یا صفحات مستغرق افقی که بر روی پیشانی آبگیر به صورت ثابت قرار دارند، صفحات مشبک و یکپارچه افقی که به صورت شناور بر روی سطح مستقر می شوند و دیواره های برآمده در دهانه آبگیر و ... اشاره کرد. در این تحقیق به بررسی تاثیر ابعاد، موقعیت و نوع صفحات مستغرق افقی (شامل صفحات مشبک و صفحات پر) در کاهش عمق استغراق مورد نیاز برای جلوگیری از تشکیل گرداب با هسته هوا پرداخته شد. ابتدا آزمایشاتی برای تعیین منحنی دبی-استغراق بحرانی آبگیر، بدون نصب هیچگونه صفحه ضد گردابی انجام گردید و یک رابطه بی بعد شده بر حسب استغراق نسبی و عدد فرود آبگیر ارائه شد. سپس نتایج حاصل با نتایج محققین پیشین مقایسه گردید. سپس تاثیر هر صفحه با ابعاد، موقعیت نصب و نوع سوراخ مشخص به ازای پنج دبی مختلف و با استفاده از مدل آزمایشگاهی بررسی شد. عملکرد صفحات در کاهش استغراق بحرانی مورد نیاز نسبت به حالت بدون صفحه یا شاهد، برای هر صفحه در ابعاد و موقعیت های مختلف محاسبه شد و بر این اساس بهترین صفحه تعیین گردید. حداقل ابعاد صفحه برای کنترل پایدار گرداب d2 × d2 می باشد. طبق نتایج بدست آمده، برای صفحه مشبک cmp ابعاد d3 × d3 در موقعیت نصب d1 و برای صفحه مشبک fmp ابعاد d2 × d2 در موقعیت نصب d1 بترتیب با عملکرد 92/28% و 85/29% بیشترین عملکرد را در کاهش استغراق بحرانی برای حداکثر دبی، دارا می باشند. صفحات غیر مشبک یا پر (sp) نیز با توجه به محدوده دبی مورد نظر عملکرد متفاوتی از خود نشان می دهند و در حالت کلی عملکرد این صفحات بسیار بیشتر از صفحات مشبک می باشد. صفحه sp با ابعاد d2 × d2 در سه موقعیت نصب d25/0، d5/0 و d1 بترتیب عملکرد 46/80%، 63/70% و 4/45% را از خود نشان داد که موقعیت اول برای دبی های کم، موقعیت دوم برای دبی های متوسط و موقعیت سوم برای محدوده دبی های زیاد مناسب می باشد. درنهایت یک رابطه رگرسیونی برای تخمین استغراق نسبی آبگیر دارای صفحات ضد گرداب از روی پارامترهای بی بعد عدد فرود، ابعاد نسبی صفحه، موقعیت نسبی صفحه و نسبت سطح مسدود صفحه به کل مساحت آن ارائه گردید.