اثر جت و زبری نیم استوانه‌ای بر مشخصات پرش هیدرولیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

2 استادیار گروه علوم ومهندسی آب ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه بیرجند

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشارزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

پژوهش حاضر جهت بررسی هم زمان اثر جت آزاد مستطیلی و زبری نیم استوانه‌ای بر مشخصات پرش هیدرولیکی انجام گرفته است. این پژوهش داخل یک فلوم به شکل یک کانال مستطیلی به طول ۱۰ متر و عرض ۳۰ سانتیمتر انجام گرفت. سپس جت با دبی‌های 2/3، 2، 5/2 لیتر بر ثانیه با زاویه حداکثر اثر جابه‌جایی ابتدای پرش و زاویه بدون تغییر ابتدای پرش به انتهای پرش هیدرولیکی وارد گردید.نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که در زاویه مشخص از برخورد جت به پرش هیدرولیکی هیچ گونه جابه‌جایی در پرش ایجاد نمی‌شود که این زاویه را به عنوان زاویه بی‌اثر نامگذاری شد و با افزایش زاویه جت پرش به سمت بالا دست حرکت می‌کند و از یک زاویه به بعد پرش هیچ گونه حرکتی به سمت بالا دست ندارد که این زاویه به عنوان زاویه حداکثر جابجایی نامگذاری گردید تغییر در زاویه و دبی جت موجب کاهش یا افزایش، طول پرش، عمق ثانویه افت انرژی نسبی و نیروی تنش برشی بستر می‌گردد استفاده از جت با حداکثر زاویه 145درجه، دبی2/3 لیتر بر ثانیه و کمترین عدد فرود (64/6) جریان و زبری نیم استوانه‌ای کاهش تا حدود 3/32 درصدی نسبت عمق ثانویه به حالت بدون جت و بستر صاف گردید. به کارگیری جت با زاویه 127 (زاویه بی اثر) درجه، حداکثر عدد فرود (64/9) جریان و زبری نیم استوانه‌ای موجب کاهش تا 12/0 درصد نسبت به حالت بدون جت و بستر صاف می‌باشد. بیشترین میزان کاهش طول پرش (7/34) درصد زمانی رخ می‌دهد که از جت با زاویه حداکثر و دبی2/3 لیتربرثانیه و در شرایط کمترین عدد فرود (64/6) جریان و بیشترین افزایش درحالت زاویه 70 درجه، حداکثر دبی جت و حداکثر عدد فرود در بستر صاف 16/8 درصد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of jet and half cylindrical roughness on hydraulic jump characteristics

نویسندگان [English]

  • benafsheh eslammensh 1
  • mehdi dastourani 2
  • Yousef Ramezani 3
1 Graduate student of Water Structures, Department of Water Science and Engineering, College of Agriculture
2 Assistant Prof., Dept. of Water Engineering, University of Birjand
3 Associate Professor, Department of Water Science and Engineering, College of Agriculture, University of Birjand, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده [English]

The present study was conducted to simultaneously investigate the effect of rectangular free jet and semi-cylindrical roughness on hydraulic jump characteristics. This study was performed inside a flume in the form of a rectangular channel 10 meters long and 30 centimeters wide. Then the jet with flows of 3/2, 2, 2/5 Liters per second with the maximum displacement effect of the beginning of the jump and the angle without changing the beginning of the jump to the end of the hydraulic jump. Take this angle as The angle was named ineffective and with the increase of the jet angle, the jump moves upwards and from one angle onwards, the jump does not move upwards. This angle was named as the maximum displacement angle. Decrease or increase, jump length, The secondary depth of the relative energy drop and shear stress force of the bed is used. The secondary was smoothed to a jetless state. Deployment The jet with an angle of 127 (inertial angle) degree, maximum landing number (9.64) flow and semi-cylindrical roughness reduces to 0.12% compared to the state without jet and smooth bed. The highest reduction in jump length (34.7%) occurs when the maximum flow angle from the jet and the flow rate is 3.2 liters per second and in the conditions of the lowest landing number (6.64) and the maximum increase in the 70 degree angle mode, the maximum jet flow And the maximum landing number in a flat bed is 8.16%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rectangular free jet
  • Semi-cylindrical Roughness
  • Jump length
ابریشمی، ج. و حسینی، م. 1387. هیدرولیک کانال­های باز. انتشارات قدس رضوی، چاپ نوزدهم.
راور، ز.، فرهودی، ج. و نژندعلی، ع . 1391.  تأثیر بستر ذوزنقه ای قائم بر خصوصیات پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی. نشریه آب و خاک(علوم و صنایع کشاورزی).26 (1): 94-85.
نیسی، ک. 1388. بررسی آزمایشگاهی شکل زبری برمشخصات پرش هیدرولیکی درحوضچه آرامش (پایان نامه کارشناسی ارشد سازه های آبی). دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.
دستورانی، م.، اسماعیلی، ک. و خداشناس، س. 1395. بررسی اثر زاویه برخورد جت مستطیلی به پرش هیدرولیکی. نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک. 23 (3): 225-239.
دستورانی، م و نصرآبادی، م. 1390. اثر زبری بستر بر مشخصات جهش هیدرولیکی روی شیب معکوس. مجله پژوهش آب ایران. 5: 91-100.
پورعبدالله، ن.، هنر، ت. و فتاحی، ر. 1393. بررسی آزمایشگاهی تأثیر زبری بستربرطول پرش و غلتاب در حوضچه های آرامش با شیب کف معکوس. مجله پژوهش آب ایران. 14: 164 – 155.
پارسامهر، پ.، حسین زاده دلیر، ع. فرسادی زاده، د. و عباسپور، ا. 1391. پرش هیدرولیکی بر روی بستر با زبری های نیم استوانه ای شکل. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 26 (3): 785-775.    
Hughes, W. C. and Flake, J.E. 1983. Hydraulic jump properties over a rough bed. Journal of Hydraulic Engineering. 110(12): 1755-1771.
Pagliara, S. Lotti, I. and Palermo, M. 2008. Hydraulic Jump on rough bed of stream rehabilitation structure.  J. of Hydro-environment research2, DOI:10. 1016/j.jher, 20(08): 29-38.
Izadjoo, F. Shafai-Bejestan, M. and Bina, M. 2005. Hydraulic jump properties over a corrugated trapezoidal shape bed. J. Shahid Chamran University of Ahvaz. 27: 107-122.
Morris, H.M. 1995.  A New Concept of Flow in Rough Condits. Transactions, American Society of Civil Engineers, Vol. 120, pp. 373-398.
YüKSEL, Y. Günal, M. Bostan, T. Ҫevik, E. and Ҫelikoǧlu, Y. 2004. The Influence of Imping Jets on Hydraulic Jumps. Process of the Institution of Civil Engineering, Water Management. 157: 63-76.