بررسی نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق

پرش هیدرولیکی دارای کاربردهای فراوانی در انتقال و تصفیه آب و فاضلاب است. این پدیده از دیدگاه ماکروسکوپی، یک جریان متغیر ناگهانی است که با گرداب‌های قوی همراه است و نوسانات تلاطمی بزرگی را ایجاد می‌کند. اثر فشارهای نوسانی ناشی از تلاطم در پرش با اهمیت است و باید در طراحی سازه مورد توجه قرار گیرد. نوسانات فشار می‌تواند با فرسایش و لرزش موجب آسیب در حوضچه آرامش شود. در این پژوهش به مشخصات تلاطمی پرش هیدرولیکی مستغرق در پایین‌دست یک سرریز بلند و بررسی اثرات درجه استغراق پرش در میزان ضرایب نوسانات فشار پرداخته شد. به این منظور آزمایش‌ها در یک مجرای مستطیلی شامل سرریزی با زاویه 30 درجه و ارتفاع 8/1 متر و کانال افقی به عرض 3/0 و طول 3 متر، برای عدد فرود 07/7 با درجات مختلف استغراق انجام شد. داده‌های فشار با استفاده از مبدل فشار با فرکانس نمونه‌برداری 100 هرتز ثبت شد. آزمایش‌ها نشان داد شدت نوسانات فشار در بستر پرش هیدرولیکی مستغرق تابعی از عدد فرود، فاصله نسبی از ابتدای حوضچه و درجه استغراق است. با افزایش درجه استغراق، ضرایب نوسانات فشار (  ،  و ) کاهش می‌یابد به‌طوری که با افزایش درجه استغراق از 1 تا 2، حداکثر ضریب انحراف معیار ( )89 درصد کاهش یافت. همچنین حداکثر ضرایب  و  در کف حوضچه آرامش در فاصله کمتر از 20 برابر عمق اولیه پرش (X/Y1£20  ) از محل شروع حوضچه رخ داد. بنابراین فاصله مذکور به لحاظ طراحی سازه‌ای حوضچه حساسیت بیشتری دارد و درجه استغراق بیشتر در جهت اطمینان طراحی است.