فشارهای دینامیکی ناشی از برخورد جتهای دایرهای قائم در حالت مستغرق
چکیده
جریان خروجی از سازههای هیدرولیکی اغلب بهصورت جت میباشد که ممکن است موجب تغییرات زیادی در توپوگرافی رودخانه و اطراف این سازهها گردد و خسارتهای سازهای و زیست محیطی قابلتوجهی به همراه داشته باشد . یکی از سازههای مستهلککنندهی انرژی که در پاییندست جریانهای ریزشی استفاده میشود، حوضچههای استغراق میباشند. با ورود جت به داخل حوضچه، مقدار قابلتوجهی از انرژی جت آب در اثر اصطکاک هوا، هواگیری جت در اتمسفر، پودر شدن جریان آب در هوا، برخورد به سطح آب حوضچه، ورود هوای دربرگیرنده جت، نفوذ در آب و پخش آن، ایجاد تلاطم در حوضچه و نوسانات سطح آب مستهلک میشود. این فعل و انفعالات همراه با تشدید آشفتگی جریان و نوسانات شدید فشار میباشد که از نقطه نظر طراحی سازهای و فرسایش بستر و دیوارههای حوضچه باید مدنظر قرار گیرد. یکی از راههای کاهش فشارهای دینامیکی وارده به حوضچههای آرامش و همچنین کاهش صدمات احتمالی به سازهها، افزایش عمق آب در داخل حوضچههای استغراق میباشد. در این مطالعه با فراهم آوردن شرایط اندازهگیری فشارهای دینامیکی ایجاد شده بر کف در اثر برخورد جت خروجی از جت دایرهای قائم سعی در استخراج دادههایی در شرایط مختلف برخورد از نظر قطر جت خروجی، دبی جت، عمق استغراق و ارتفاع ریزش شده است. در انتها با بررسی دادهها در ارائه نتایجی مناسب و کارآمد برای تحلیل بیشتر مشخصات فشارهای دینامیکی حاصل از برخورد جت در شرایط گوناگون پاییندست گردید. نتایج بهدست آمده حاکی از آن است که حوضچههای استغراق پاییندست جتهای دایرهای قائم زمانی موثر خواهند بود که نسبت عمق آب حوضچه به قطر جت در حال برخورد ) ( بزرگتر از 4 باشد. همچنین تا زمانی که جت باهسته به کف حوضچه اصابت میکند، افزایش ارتفاع ریزش در کاهش فشارهای وارد به کف حوضچه موثر میباشد اما با از بین رفتن هسته جت، افزایش ارتفاع ریزش در جهت کاهش فشارهای وارد به کف موثر نمیباشد. بررسیها بر روی فشارهای دینامیکی نشان داد که ماکزیمم نوسانات فشار کف زمانی اتفاق میافتد که یک لایه نازک از بالشتک آب وجود داشته باشد، در واقع این لایه نازک فرصت توسعه و پیشرفت جریانات آشفته و متلاطم را فراهم خواهد کرد .