مقایسه استهلاک انرژی جریان در سرریزهای پلکانی و شوت ها

در مطالعه حاضر، سریز سد سیاه بیشه با استفاده از نرم افزار فلوئنت مدل سازی عددی که درآن از روش mixture جهت مدل سازی سطح آزاد و از مدل آشفتگی rsm استفاده شد. با محاسبه، میزان استهلاک انرژی از نتایج عددی و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید که اختلاف قابل قبولی بین نتایج وجود دارد و فلوئنت را به عنوان ابزار عددی مناسبی برای محاسبات لازم در سرریزهای پلکانی معرفی می نماید. با مدل سازی عددی در حالت ساده مشاهده شد که استهلاک انرژی در حالت پلکانی تقریبا دو برابر حالت صاف می باشد. در سرریز مورد مطالعه، تغییرات هندسی روی مدل به گونه ای انجام گرفت، که در کل ارتفاع سرریز ثابت باشد. در یک حالت شیب سرریز ثابت بوده و تعداد پله ها تغییر یافته و در حالت دیگر شیب سریز تغییر پیدا کرده که در هر حالت از تغییر شیب، سریز با تعداد پله های مختلف مدل شد. در سری اول مدلسازی شیب کلی سرریز ثابت که در یک حالت با افزایش تعداد پله ها ی 80 داشتیم که ارتفاع پله و طول پله به ترتیب به 0.51 و1.53 کاهش یافته و در حالت دیگر با کاهش تعداد پله ها به 30 عدد که ارتفاع پله و طول پله به ترتیب به 1.36و 3.9 افزایش در سری بعد شیب سرریز راتغییر داده که با کاهش پله ها به 30 عدد، شیب سرریز به 330 افزایش یافته در حالی که طول پله همان 2.1 متر می باشد ارتفاع پله ها به 1.36 افزایش یافته ،بعد با افزایش پله ها به 80عدد ،شیب سرریز به حدود 140 کاهش پیدا کرده که ارتفاع پله ها نیز به 51. 0 نیز کاهش می یابد(طول پله 2.1). در هر مدل از سرریز تغییرات دبی اعمال گشته، و تغیرات هیدرولیکی در آن بررسی شد. افزایش شیب و تعداد پله ها تا مقدار مشخصی باعث افزایش استهلاک انرژی می گردد. که در این روند حالت بهینه برای سرریز مشخص می گردد. در این مطالعه این تعداد 60 پله می باشد. البته در حالات مختلف و سریز های دیگر این تعداد می تواند متفاوت باشد. به طوری که رابطه ثابتی بین استهلاک انرژی و تعداد پله ها و شیب سرریز نمی باشد. همچنین روند افزایش شیب، تاثیر بیشتری روی استهلاک انرژی داشته و به حالت بهینه نزدیک تر می باشد. همچنین مشاهده می شود میزان استهلاک انرژی با افزایش دبی جریان ،کاهش می یابد. در انتها با بررسی و برآورد مالی شوت و حوضچه آرامش در حالت پلکانی و صاف مشاهده شد این مقدار در حالت پلکانی تقریبا نصف حالت صاف می باشد.