بررسی جریان متغیر مکانی در شرایط پرش هیدرولیکی در مجاورت سرریز جانبی

سرریزهای جانبی از انواع سازه های هیدرولیکی هستند که با هدف انشعاب و تنظیم جریان مورد استفاده قرار می گیرند. به منظور طراحی سرریزهای جانبی، مقدار ضریب دبی آن ها باید تعیین گردد. بنابراین تعیین مقدار ضریب دبی هدف بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی بوده است. با توجه به مزایای سرریزهای جانبی، تحقیقات بسیاری در زمینه جریان های زیر بحرانی و فوق بحرانی انجام شده، اما به حالت جریان انتقالی از فوق بحرانی به زیربحرانی (پرش هیدرولیکی) کمتر پرداخته شده است. مطالعات محدودی نیز که در این زمینه انجام شده، دارای ساده سازی و همچنین فاقد داده های آزمایشگاهی بوده است. در این تحقیق با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود و تحلیل و بررسی آن ها، روابطی برای تعیین ضریب دبی در جریان های فوق بحرانی، زیر بحرانی و همراه با پرش هیدرولیکی ارائه گردیده است. به منظور صحت سنجی روابط پیشنهادی، از داده های آزمایشگاهی دیگر محققین استفاده گردید. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که روابط ارائه شده از دقت خوبی برخوردار است. سپس به منظور بررسی پروفیل جریان در مجاورت سرریز جانبی، مدل کامپیوتری برای محاسبه و تحلیل پروفیل جریان در امتداد سرریزهای جانبی تهیه گردیده است. مدل مذکور قادر است که پروفیل جریان همراه با پرش هیدرولیکی را ترسیم نموده و محل شروع پرش هیدرولیکی را مشخص نماید. سپس با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود که در حالت پرش هیدرولیکی در مجاورت سرریزهای جانبی در شرایط هیدرولیکی و هندسی مختلف انجام شده بودند، مدل مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت. مقایسه نتایج مدل کامپیوتری تهیه شده و داده های آزمایشگاهی نشان داد که مدل تهیه شده می تواند با دقت خوبی پروفیل جریان پیچیده پرش هیدرولیکی بر روی سرریز جانبی را برآورد کرده و محل پرش هیدرولیکی را مشخص نماید. در ادامه تحقیق، با استفاده از داده های آزمایشگاهی روابطی برای تعیین طول و عمق ثانویه پرش هیدرولیکی در مجاورت سرریز جانبی ارائه شده است. همچنین پرش هیدرولیکی در کانال ها و سرریزهای جانبی با یکدیگر مقایسه گردید و نشان داده شد که طول پرش و عمق ثانویه آن در سرریزهای جانبی کمتر از مقادیر مشابه در پرش داخل کانال می باشد.