بررسی تاثیر دبی، شیب سرریز و مشخصات پله‌ها در سرریز اوجی-پلکانی بر روی استهلاک انرژی با استفاده از مدلهای عددی

سرریزهای پلکانی یکی از اجزای هیدرولیکی سدها می‌باشند که از پله‌های متوالی از نزدیکی تاج تا پنجه سرریز تشکیل شده و هدف از طراحی آنها استهلاک انرژی می‌باشد. در این تحقیق برای شبیه‌سازی جریان بر روی سرریز پلکانی از نرم‌افزار Flow-3D که یک نرم‌افزار تحلیلی میدان جریان می‌باشد، استفاده شده است. مدل آشفتگی که برای این منظور استفاده شده است، مدل(RNG) K-ε می‌باشد و تعیین پروفیل سطح آزاد جریان به کمک مدل VOF انجام می‌شود. این تحقیق صرفا" جهت بررسی رژیم جریان غیر ریزشی در سرریزهای پلکانی انجام شده است. برای این منظور تعداد 112 مدل سرریز طراحی شده است که از این تعداد، 96 مدل اوجی پلکانی و 16 مدل اوجی صاف می‌باشد. مدل‌های پلکانی دارای 6 آرایش، 2 اندازه پله و 4 شیب متفاوت (15 درجه،30 درجه، 45درجه و 60 درجه) در زیر نقطه تماس می‌باشند و لبه پله‌ها از پروفیل WES تبعیت می‌کنند. سرریزهای اوجی صاف نیز از مشخصات متناظر برای شیب و پروفیل تاج برخوردار هستند. هدف از انجام این طرح بررسی تاثیر دبی(هد نسبی)، شیب سرریز، تعداد پله، آرایش پله و زبری پله بر روی استهلاک انرژی می‌باشد. در این تحقیق مشاهده شد که دبی عبوری از روی سرریز و شیب سرریز از پارامترهایی هستند که تاثیر بسیار زیادی بر افت انرژی سرریزهای پلکانی داشته و در دبی‌های بالاتر تعداد و آرایش پله‌ها تاثیر کمتری دارد. آرایش منطقی با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده جهت دستیابی به حداکثر افت انرژی معرفی گردید.