مطالعه آزمایشگاهی تاثیر آبشکن و صفحات مستغرق بر روی خط جدایی جریان در آبگیر 90 درجه

عملکرد آبگیرها از مهمترین مسائل در آبگیری از رودخانه می باشد که تحت تاثیر الگوی جریان در رودخانه قراردارد و هرگونه تغییر در الگوی جریان رودخانه می تواند تاثیر بسزایی در عملکرد این سازه داشته باشد. از جملهموارد مهم در عملکرد آبگیر، آبگیری با رسوب کم است زیرا که مشکلات ناشی از ورود رسوبات به این سازهباعث تحمیل هزینه های فراوان به استفاده کنندگان از سیستم انتقال می شود. الگوی خط جدایی جریان میزانورود رسوبات درشت دانه به آبگیر را تحت تاثیر قرار می دهد به نحوی که اگر آبگیری از کف بیشتر انجام شودرسوب بیشتری وارد آبگیر خواهد شد. استفاده از سازه ها در داخل رودخانه باعث ایجاد تغییر در الگوی جریان ودر نتیجه خط جدایی جریان می شود.به همین منظور، در این تحقیق اثر سازه های آبشکن و صفحات مستغرق برالگوی خط جدایی جریان به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در شرایط کانال مستقیم و آبگیر 90 درجه، نسبت دبی آبگیری ثابت و در چهار حالت بدون حضور سازه، وجود آبشکن، وجود صفحات مستغرق و ترکیب آبشکن با صفحات مستغرق انجام گرفت. تعداد آزمایش های انجام شده 4 مورد بوده است.ابعاد، تعداد و آرایش صفحات مستغرق ثابت، و بر اساس مقادیر توصیه شده طراحی مورد استفاده قرار گرفتهاست. طول آبشکن مورد استفاده 25 سانتی متر و مکان قرارگیری آن در فاصله 80 سانتی متری از خط مرکزی کانال آبگیر در دیواره مقابل بوده است. در مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته سرعتهای سهبعدی جریان در در یک شبکه بندی مشخص برداشت شده و پس از پردازش داده های adv محدوده آبگیر با استفاده از دستگاهالگوی جریان در محدوده آبگیر ترسیم و خطوط جدایی جریان در تراز tecplot سرعت، با استفاده از نرم افزار های عمقی مختلف استخراج شد. پس از استخراج خطوط جدایی جریان، الگوی آن در شرایط مختلف سازه ای و تاثیر سازه ها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که در حالت عدم استفاده از سازه عرض جدایی جریان در لایه های تحتانی بیشتر از لایه های سطحی می باشد و با افزایش فاصله از کف عرضجدایی جریان کاهش می یابد. این امر به علت مومنتوم بالای جریان در لایه های سطحی و در نتیجه تاثیر کمترمکش اعمال شده از سمت آبگیر بر جریان در این نواحی می باشد. همچنین در طول مشخص روند تغییرات عرض جدایی جریان در عمق از تابع ریاضی لگاریتمی تبعیت می کند. بیشتر بودن عرض جدایی جریان در لایه های تحتانی باعث می شود که آبگیری بیشتر از این لایه ها انجام شود و انتظار می رود در این حالت میزان رسوببیشتری وارد آبگیر شود. در حالت وجود آبشکن الگوی خط جدایی جریان همانند حالت بدون نصب سازه می باشد و عرض جدایی جریان در لایه های نزدیک به کف در این حالت نیز بیش از لایه های سطحی می باشد وروند تغییرات عرض جدایی در عمق نیز از تابع ریاضی لگاریتمی تبعیت می کند. با به کار گیری سازه آبشکنمقادیر عرض جدایی جریان در لایه های مختلف نسبت به مقادیر نظیر در حالت بدون استفاده از سازه کاهش می یابد ولی کاهش عرض جدایی جریان در سطح کمتر از کف می باشد و با توجه به افزایش سرعت آبگیری انتظارمی رود رسوب کمتری در این حالت وارد آبگیر شود. در حالت وجود صفحات مستغرق الگوی خط جدایی جریان کاملا برعکس دو حالت بدون سازه و آبشکن می باشد، در این حالت عرض جدایی در سطح بیش تر از کف می باشد. روند تغییرات عرض جدایی جریان در عمق از تابع ریاضی نمایی تبعیت می کند استفاده ازصفحات مستغرق باعث تغییر در الگوی خط جدایی جریان به شکل ایده آل می گردد. چون عرض جدایی در سطح بیش از کف می باشد انتظار می رود رسوب کمتری وارد آبگیر شود. وجود صفحات مستغرق باعث ایجادجریان گردابه ای می شود که مانع از ورود جریان های تحتانی به آبگیر می شود و الگوی خط جدایی جریان راتغییر می دهد. در حالت ترکیب آبشکن و صفحات مستغرق الگوی خط جدایی جریان مشابه حالت وجودصفحات مستغرق می باشد و روند تغییرات عرض جدایی در عمق از تابع ریاضی نمایی تبعیت می کند.به کارگیری سازه آبشکن و صفحات مستغرق، باعث شده است عرض جدایی جریان نسبت به حالت حضور صفحات،در سطح افزایش و در کف کاهش می یابد.با توجه به الگوی خط جدایی جریان، ترکیب آبشکن و صفحات مستغرق نسبت به دیگر حالات در کاهش رسوب ورودی به آبگیر موثرتر می باشد.