بررسی آزمایشگاهی اثر محل و دبی جریان جت آزاد مستطیلی بر پارامترهای پرش هیدرولیکی کلاسیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استادیار دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه خلیج فارس

4 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند

چکیده

تشکیل پرش در حوضچه­های آرامش نقش موثری در استهلاک انرژی جریان در پایاب سازه­های آبی ایفا می‌کند. وارد نمودن جت بر پرش هیدرولیکی عامل موثری در کنترل پرش آبی، کاهش طول و عمق ثانویه پرش و افزایش افت انرژی به‌شمار می‌­رود. در این مطالعه اثر موقعیت برخورد جت مستطیلی سریع را بر چهار منطقه، انتهای پرش، بین پرش، ابتدای پرش و قبل از پرش (ناحیه جریان فوق بحرانی) در زاویه حداکثر جابجایی پرش به سمت بالادست شامل سه دبی ، 2/3، 5/2 و 2 لیتر بر ثانیه در اعداد فرود 4/6، 8/7 و 6/9 بر مشخصات پرش هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، تاثیر هریک از موارد مذکور بر خصوصیات پرش ارزیابی گردید. نتایج نشان ‌داد با برخورد جت به منطقه یک (انتهای پرش هیدرولیکی) بیش‌ترین جابجایی نسبی به سمت بالادست اتفاق افتاد که با افزایش دبی جت جابجایی افزایش یافت. عمق ثانویه و طول پرش در شرایط برخورد جت نسبت به حالت بدون جت، حداکثر به ترتیب میزان 7/39 و 55 درصد کاهش و افت انرژی حداکثر به میزان 18 درصد افزایش یافت. تنش برشی کف نیز در حالت برخورد جت به پرش هیدرولیکی حداکثر 13 و حداقل 2/4 برابر حالتی است که جت وجود ندارد. بنابراین وارد کردن جت با زاویه حداکثر به انتهایی پرش، بیش­ترین اثر را بر طول پرش و در نتیجه کوتاه شدن طول حوضچه آرمش داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Evaluation of Location and Discharge of Rectangular Free Get on Parameters of Classic Hydraulic Jump

نویسندگان [English]

  • mehdi dastourani 1
  • Kazam Esmaili 2
  • Ali dindalou 3
  • Abbas Khashei-siuki 4
1 Assistant Prof., Dept. of Water Engineering, University of Birjand
2 Associate Professor, Ferdowsi University of Mashhad
3 Assistant Professor, University of Persian Gulf
4 Associate Professor, Department of Water Engineering, University of Birjand
چکیده [English]

Hydraulic jump formation in stilling basins plays an effective role in energy dissipation of flow, downstream of water structures. A fast jet entrance on hydraulic jump is considered as an important factor in control of hydraulic jump, reduce in the length and secondary depth of the jump and increase in energy loss. In this study, has been studied the effect of rapid rectangular jet collision on four area of jump: before, beginning, middle and end of the jump occur (supercritical area), in the maximum angular displacement of the jump to the upstream, including 3 jet discharges; 2, 2.5 and 3 liters per second, in 6–9.6 Froude number range on the hydraulic jump characteristics., Also, has been evaluated the impact of mentioned options on the jump characteristics. Results showed with collision of jet in the end of hydraulic jump, has been occurred maximum relative displacement to the upstream that has been increased with increasing in jet discharge. In with and without jet conditions, the secondary depth and length of the jump decreased in 39.7 and 55 percent, respectively and energy loss increased to 18%. Bed shear has been increased between 4.2 to 13 times in jet collision conditions to hydraulic jump than without a jet. Jet with maximum angle to jump end section has been had maximum effect on jump length and as a result on length of stilling basin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic jump
  • Flow interference situation
  • Free jetlocation
  • Rapidly varied flow
احمدی،ا و هنر،ت. 1393. ارزیابی تاثیر آبپایه  انتهایی با اشکال متفاوت بر ویژگی­های پرش هیدرولیکی، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک. 18 . 70 : 135-144.
پارسامهر،پ.، فرسادی­زاده،د و حسین­زاده دلیر،ع. 1392. تاثیر آبپایه و زبری­های مصنوعی روی شیب معکوس بر خصوصیات پرش هیدرولیکی، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 27. 3: 581-591.
توزنده جانی،م و کاشفی­پور،م. 1391. بررسی آزمایشگاهی اثر تخلیه تحتانی سد انحرافی روی مشخصات پرش هیدرولیکی، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. علوم آب و خاک. 16. 602 : 205 - 215.
جم،م.، مردشتی،ا و طالب بیدختی،ن. 1393. ارزیابی پرش هیدرولیکی روی حوضچه دندانه­دار بلوکی، مجله علمی- پژوهشی هیدرولیک. 9. 1 : 1-10.
دستورانی،م.، اسماعیلی،ک و خداشناس،س. 1395. بررسی اثر زاویه برخورد جت مستطیلی به پرش هیدرولیکی، نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 23. 3:225-239.
عباسپور،ا و حسین­زاده دلیر،ع. 1388. تاثیر بستر موج­دار سینوسی بر خصوصیات پرش هیدرولیکی. مجله دانش آب و خاک. 19. 1 : 26-13.
نژندعلی،ع.، اسماعیلی،ک.، فرهودی،ج.، راور،ز. 1390. تاثیر زبری­های یک­پارچه مثلثی بر مشخصات پرش هیدرولیکی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 5. 2 :241-234.
نیسی،ک.، شفاعی بجستان،م.، قمشی،م و کاشف­ پور،م.1393 . بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش واگرای ناگهانی با بستر زبر، نشریه علوم و مهندسی آبیاری (مجله‌ی علمی کشاورزی). 37. 2: 83-93.
ولی­نیا،م.، ایوب­زاده،ع و یاسی،م. 1393. بررسی اثر فاصله بلوک­های کف از دریچه بر طول پرش هیدرولیکی و استهلاک انرژی، نشریه حفاظت منابع آب و خاک. 3. 3: 1- 10.
Belanger,J.B. 1828. Essai sur la solution numrique de quelques problèmes relatifs au mouvement permanent des eaux courantes (Essay on the Numerical Solution of Some Problems relative to Steady Flow of Water). Carilian-Goeury: Paris, France (in French.
Ead,S. A and Rajaratnam,N. 2002. Hydraulic jumps on corrugated beds. Journal of  Hydraulic Engineering ASCE. 128:656-663.
Gohari,A and Farhoudi,J. 2009. The characteristics of hydraulic jump on rough bed stilling basins, 33rdIAHR Congress, Water Engineering for a Sustainable Environment, Vancouver, British Columbia, August 9-14.5.
Rajaratnam,N. 1965. The hydraulic jump as a wall jet. Journal of Hydraulic Division. by. American Society of Civil Engineers. 91.5:107-132.
Rajaratnam,N. 1968. Hydraulic jumps on rough beds. Trans. Engineering Institute of Canada. 11(A-2). 1-8.
Shafai-Bajestan,M and Neisi,K. 2009. A New Roughened Bed Hydraulic Jump Stilling Basin.” Journal of Applied Science. 2: 436-445.
Varol,F.A., Evik,E and Yüksel,Y. 2009. The Effect of Water Jet on the Hydraulic Jump. Thirteenth International Water Technology Conference, IWTC 13 )2009(, Hurghada, Egypt.
YüKSEL,Y.Günal, M.Bostan,T. Ҫevik,E and Ҫelikoǧlu,Y. 2004. The Influence of Impinging Jets on Hydraulic Jumps. Proceedings Of the Institution of Civil Engineering. Water Management 157. WM2, pp: 63-76