نام پژوهشگر: رسول دانشفراز

بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی ناشی از صفحات مشبک
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده فنی و مهندسی 1388
  سینا صادق فام   علی اکبر اختری

امروزه صفحات مشبک کاربرد وسیعی در کانالهای باز داشته و نقش عمده ای را تحت عنوان فیلتر یا مستهلک کننده انرژی ایفا می کند. با این وجود، تحقیقات جامعی در مورد این ابنیه هیدرولیکی صورت نگرفته است و این در حالی است که می تواند در حوضچه های آرامش و یا دراپ ها مورد استفاده قرار گیرد. مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد که صفحات مشبک با نسبت روزنه مشخص، می تواند به عنوان مستهلک کننده ی انرژی موثر، در پایین دست سازه های هیدرولیکی کوچک مورد استفاده قرار گیرد. در این بررسی رفتار صفحات مشبک در مواجهه با جریان فوق بحرانی شبیه سازی شده در بازه ی عدد فرود 5/2 تا 5/8، مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. عدد فرود جریان فوق بحرانی، آرایش مختلف صفحات نسبت به یکدیگر و تعداد صفحات مشبک و نسبت روزنه از پارامترهای اصلی معرفی شده است. صفحات مشبک از طریق صفحاتی از جنس پلی اتیلن و به ضخامت 1 سانتی متر ساخته و نسبت روزنه ی 40 و 50 درصد توسط روزنه های دایروی به قطر 1 سانتی متر ایجاد شده است. آرایش منفرد و دوبل با فاصله ی میانی 1، 3 و 5 سانتی متر مورد بررسی قرار گرفته است. ذکر این مسئله حائز اهمیت است که افت انرژی ناشی از صفحات مشبک در پرش هیدرولیکی مستغرق در بازه عدد فرود ذکر شده، کمتر مورد توجه محققین پیشین بوده است. برخلاف مطالعات پیشین که از گیج نقطه ای برای اندازه گیری اعماق جریان استفاده شده، در این بررسی اندازه گیری اعماق جریان به منظور درک تلاطم های موجود، به ویژه در حالت پرش مستغرق، توسط دستگاه ارتفاع سنج دیجیتالی صورت گرفته است. همچنین استهلاک انرژی ناشی از صفحات مشبک توسط گیج نقطه ای نیز محاسبه شده و از نتایج دستگاه اندازه گیری دیجیتالی، جهت صحت سنجی روش های محاسبه استهلاک انرژی در مطالعات پیشین، استفاده شده است. نتایج بررسی نشان می دهد که صفحات مشبک افت انرژی بیشتری نسبت به پرش هیدرولیکی آزاد ایجاد می کند. همچنین آرایش دوبل صفحات، عملکرد بهتری نسبت به آرایش منفرد داشته درحالی که فاصله ی میانی بین صفحات تأثیری بر میزان افت انرژی ندارد. همچنین در بررسی رفتارهای حاصل از برخورد جریان فوق بحرانی با صفحات مشبک سه حالت مختلف در نوع پرش هیدرولیکی مشاهده شد که افت انرژی ناشی از پرش هیدرولیکی تحمیلی نسبت به سایر حالات، بیشتر ارزیابی شده است.

تاثیر زبری در شوت سرریزهای لبه آبریز
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده فنی و مهندسی 1393
  بابک نوایی   علی اکبر اختری

سرریز اوجی به دلیل راندمان بالای تخلیه از جمله پرکاربردترین سرریزها در طراحی سازه¬های هیدرولیکی می¬باشد. در این تحقیق تاثیر باکت پرتابی با زاویه برخاست¬های مختلف در انتهای سرریز اوجی و همچنین تاثیر زبری¬های مختلف در بستر سرریز بر میزان استهلاک انرژی و طول پرتابه بررسی شده است. در پژوهش حاضر از یک کانال به طول 5 متر، عرض 30 سانتیمتر و عمق 45 سانتیمتر استفاده شده است. پس از ساخت مدل¬های فیزیکی توسط دستگاه cnc، آزمایشات با 7 دبی¬ 330، 419، 508، 597، 659، 775 و 864 لیتر بر دقیقه برای سرریز بدون باکت (زاویه برخاست 0 درجه) و باکت با زاویه برخاست 32 و 52 درجه و زبری بستر با بلوک، مصالح سنگی با اندازه¬های مختلف (0/3، 0/8و 1/4سانتی¬متر) و پوشش گیاهی انجام شده است. نتایج آزمایشات نشان می¬دهد افزایش زاویه برخاست باکت در میزان افت نسبی انرژی تاثیر به¬سزایی دارد به طوری که تغییر زاویه از 0 درجه تا 52 درجه افزایش 18 درصدی افت نسبی انرژی را بوجود می¬¬آورد و همچنین طول پرتابه اندازه¬گیری شده برای باکت 32 درجه بیشتر از باکت 52 درجه شد.با ایجاد زبری¬های مختلف در بستر سرریز بدون باکت، میزان افت نسبی انرژی نسبت به سرریز با بستر صاف 18 درصد افزایش یافت و با افزایش زبری در بستر سرریز با باکت¬های 32 و 52 درجه این میزان نسبت به بستر صاف 1 تا 11 درصد افزایش و طول پرتابه 20 تا 75 درصد کاهش یافت. و در کل برای همه مدل¬ها، با افزایش دبی میزان افت نسبی انرژی کاهش و طول پرتابه افزایش یافت. همچنین برای تکمیل مطالعات آزمایشگاهی با شبیه سازی سرریز اوجی توسط نرم افزار flow-3d به بررسی الگوی جریان، میدان سرعت و فشار وارد بر بدنه سرریز پرداخته شد. که با افزایش زاویه برخاست باکت فشار وارد به بدنه سرریز افزایش یافت.