بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در قوس 90 درجه تند با و بدون حضور سرریز w شکل

با ورود جریان به قوس، جریان تحت تاثیر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز قرار می گیرد که باعث به وجود آمدن جریان های حلزونی می شود. چنین الگوئی عامل عمده ی فرسایش در قوس خارجی و رسوبگذاری در قوس داخلی است و اصلاح این الگو با هدف کاهش فرسایش با روش های مختلفی امکان پذیر است که از جمله می توان به نصب سرریز w اشاره کرد. در تحقیق حاضر با اندازه گیری مولفه های سه بعدی سرعت در دو شرایط با و بدون حضور سرریز w، تغییر الگوی جریان و بخصوص سرعت های عرضی و تنش برشی درقوس 90 درجه تند بررسی شده است. سرعت های طولی و عرضی جریان برای دبی های مختلف با استفاده از سرعت سنج سه بعدیjfe alec اندازه گیری شد. آزمایش ها درسه دبی15، 25 و 35 لیتر در ثانیه و در عمق ثابت 17 سانتیمتر صورت گرفت. کف فلوم دارای زبری 5 میلیمتر بود که با چسب آهن بر روی کفپوش چسبانده شده است. به منظور تعیین گره های اندازه گیری سه مولفه سرعت قوس کانال به 10 مقطع عرضی به ترتیب مقاطع واقع در زوایای صفر، 10، 20، ... و90 درجه تقسیم و در هرمقطع نیز 12 خط قائم در نظر گرفته شد. هر خط قائم نیز به 4 لایه به ترتیب از کف 3، 7، 11و 15 سانتیمتر تقسیم گردید. علاوه براین، انداره گیری ها درمسیر مستقیم به فاصله 30 سانتیمتری بالا دست و 80 سانتیمتری پائین دست فلوم بعمل آمد. بدین ترتیب در هر آزمایش تعداد 336 گره برای اندازه گیری مولفه های سرعت منظور شد. نتایج مورد مطالعه نشان می دهد که حضور سرریز w باعث می شود تا در بالادست محل نصب توزیع عمقی جریان یکنواخت تر و اثر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز بگونه ای اصلاح می شود که جریان های ثانویه تشکیل نمی شود. هم چنین در بالا دست محل نصب توزیع عرضی تنش برشی بی بعد بستر با حضور سرریز w نسبت به قبل از نصب سرریز یکنواخت تر می شود، بطوریکه در ساحل خارجی کاهش و در ساحل داخلی افزایش یافته است.