بررسی هیدرولیک جریان بر روی سرریز پلکانی همراه با زبری

ﺳﺮرﻳﺰ ﭘﻠﻜﺎﻧﻲ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﺳﺎزة ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﺑﺮای اﻳﺠﺎد ﭘﺮاﻛﻨﺶ اﻧﺮژی زﻳﺎد، ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻣﻴﺰان ﻫﻮاﮔﻴﺮی ﺟﺮﻳﺎن و ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﺎزه ای ﺑﺎ ﻛﺎرﺑﺮد زﻳﺒﺎﺳﺎزی ﻣﺤﻴط به کار می رود. این نوع سازه ها می توانند به عنوان سرریز در سدها، ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﭘﺮاﻛﻨﺪه ﻛﻨﻨﺪه ﻫﺎی اﻧﺮژی در ﻛﺎﻧﺎل ﻫﺎی ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ، آﺑﺮاه ﻫﺎ و رودﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ و ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺗﻘﻮﻳﺖ ﻛﻨﻨﺪة ﻫﻮاﮔﻴﺮی در ﺗﺼﻔﻴﻪ ﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎی آب و ﻓﺎﺿﻼب ﺑﻪ ﻛﺎر می‏روﻧﺪ. در عمل سرریز های پلکانی ممکن است از مصالحی با زبری های متفاوت از قبیل مصالح سنگی ویا بتنی ساخته شوند این مصالح از نظر هیدرولیکی دارای زبری های متفاوتی می باشند. از این رو در این مطالعه بررسی آزمایشگاهی تاثیر زبری بر روی هیدرولیک جریان در سرریز پلکانی، مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعات بر روی دو مدل آزمایشگاهی سرریز پلکانی با نسبت طول به عرض پله برابر یک و نسبت طول به عرض پله برابر با دو انجام شد. در مدل اول از زبری پیوسته بر روی پله ها و در مدل دوم از زبری غیر پیوسته با ابعاد مختلف2/25 ،2/7 و 0/9 سانتی متراستفاده شد. آزمایش های مورد نیاز این تحقیق درآزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه رازی انجام شد. مقادیر افت انرژی در سرریز پلکانی در شرایط مختلف هیدرولیکی و هندسی اندازه گیری شد. نتایج این آزمایش ها نشان داد در مقایسه با حالت بدون زبری، با افزایش ابعاد زبری ، مقادیر افت مطلق 25/44 درصد افزایش و افت نسبی کاهش یافته است. با افزایش دبی جریان و افزایش عدد فرود قبل از پرش هیدرولیکی پایین دست مقدار افت نسبی کاهش یافته است. در دبی های بیشتر و اعداد فرود بالاتر تغییرات افت نسبی شدیدتر بوده است. از طرفی نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش اندازه زبری و کاهش دبی جریان، نسبت بین هد روی سرریز و عمق بحرانی 5/6 درصدافزایش داشته است.