بررسی اندازه طول شکست جت های آب ریزشی در حالت آزاد

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

جریان آب ورودی از روی سدها دارای انرژی بسیار زیادی می باشد که در صورت عدم اتلاف این انرژی، جریان آب عبوری می تواند خسارات جبران ناپذیری را به سد و سازه های پایین دست آن ایجاد نماید. یکی از راه های اتلاف این انرژی اضافی خروج آب به صورت جت های ریزشی به حوضچه های استغراق می باشد. جت های آب ریزشی تا فاصله ای خاص دارای هسته ای متراکم از ذرات آب می باشد که بخش عمده ای از فشار وارده به بستر و دیواره حوضچه ناشی از وجود همین هسته متراکم می باشد. اما پس از طی مسافتی در هوا هسته جت رفته رفته به دلیل نفوذ هوا از حاشیه جت و تلاطم کوچک شده و در نهایت شکسته شده و از بین می رود. در این تحقیق به بررسی اندازه طول شکست جت و پارامتر های موثر بر آن پرداخته شده است. با متوسط گیری از نتایج آزمایشات در قطر های مختلف و ارتفاع ریزش های متفاوت می توان نشان داد که نسبت ارتفاع ریزش به طول شکست جت با افزایش متوسط 32 درصدی عدد فرود آزمایش اول به دوم، به طور میانگین 37 درصد کاهش، با افزایش میانگین 23 درصدی از عدد فرود آزمایش دوم به سوم، در حدود 15 درصد کاهش و در نهایت با افزایش 17 درصدی از عدد فرود آزمایش سوم به چهارم این نسبت 6 درصد افزایش می یابد. پس می توان نتیجه گرفت روند تغییرات طول شکست جت در برابر افزایش دبی( عدد فرود) ثابت نبوده و بعد از رسیدن به یک نقطه کمینه روندی افزایشی پیدا می‌کند. به علاوه مطابق با تجزیه تحلیل آماری مشخص گردید ضریب گسترش آشفتگی با طول شکست جت در سطح احتمال 01/0 معنی دار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Break up Length of free water jet

نویسندگان [English]

  • amin salemnia 1
  • Manoucher Fathi Moghadam 2
1 Graduated of water structure of shahid chamran University of ahwaz. iran
2 Professor of water structure Eng. of Shahid Chamran University
چکیده [English]

The flow from the dam is a tremendous amount of energy in the absence of energy dissipation, the flow through the irreversible damage to structures downstream of the dam. A one way of dissipating the excess energy is falling jet in the plunge pool. Flow jets in special distance have a dense core which formed of water particles. Much of the pressure on the bed and pool wall is caused by that dense core. After passing some distance, air Intrusion from border and flow turbulence causes to shrinking core and finally it will be vanished. This study examines the failure of the jet length and the parameters affecting it are discussed. Percent from the second to the third experiment the Froude number, approximately 15 % decrease and finally tests the third quarter increased 17 percent compared to 6 percent of the Froude number increases. So we can conclude that the changes failed to increase the jet flow (Froude number) is not constant after reaching a minimum point of the process increases. Further statistical analysis was determined according to the coefficient of expansion Jets in turmoil with the failure probability 0.1 is significant.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fall Height
  • Vertical Jet
  • Break up Length
Annandale, G. W. 2006. Scour technology. Mechanism and engineering practice. McGraw-Hill. Civil Engineering Series.
Beltaos S and Rajaratnam N, 1974. Impinging circular turbulent jets. Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol. 100. No. HYlO. 1313-1328.
Beltaos S and Rajaratnam N, 1976. Plan of turbulent impinging jets. Journal of hydraulic Research..29-59
Bollaert E and Schleiss A, 2003. Scour of rock due to the impact of plunging high velocity jets Part II, Journal of hydraulic Research, IAHR.Vol. 41.No.5. 465-480
Castillo-E., L.G, 1989. Metodologia experimental numerica para la caracteriacion del campo de presiones en los disipadores de energia hidraulica. Aplicacion al vertido en presas boveda. PhD Thesis. Universitat Politecnia de Catalunya. Barcelona, Spain.
Castillo-E.,L.G, 2002. Parametrical Analysis of the Ultimate Scour and Mean Dynamic Pressures at Plunge Pools. International Workshop on Rock Scour due to High Velocity jets. Ecole Politechnique Fédérale de Lausanne.
Castillo E-L.,G, Puertas J and Dolz J, 2004. Discussion: Scour of rock due to the impact of plunging high velocity jets Part I: A state-of-the art review. (Bollaert E. and Schleiss A. Journal of Hydraulic Research, Vol. 41. No. 5. 451-464.
Castillo E-L.,G, 2006. Aerated Jets and Pressure Fluctuation in Plunge Pools. 7th Int. Conf. on Hydro science and Engineering (ICHE-2006). 10Sep– 13Sep. Philadelphia, USA.
Castillo E-L.,G, 2007. Pressures Characterization of Undeveloped and Developed Jets in Shallow and Deep Pool. 32nd Congress of IAHR, the International Association of Hydraulic Engineering & Research Venice, Italy. 1 – 6 July 2007.
Chowdhury, M.N., Khan, A.A. and Testik, F.Y., 2017. Numerical Investigation of Circular Turbulent Jets in Shallow Water. Journal of Hydraulic Engineering, 143(9), p.04017027.
Cola r, 1966. Diffusione Di un Getto Piano Vertical In un Bacino Daqua Daltezza Limitata. L-Energia Elettrica, No.11. pp. 649-667.
Davies JT, 1972. Turbulence Phenomena. Academic Press, New York And London.
Ervine DA and Falavey HT, 1987. Behavior of  Turbulent Jets In Atmosphere And in Plunge  Pools. Proceeding Of The Institution Of The Civil Engineering. Part 2. Vol.83. 295-314.
Ervine DA, Falavey HT and Withersw,1997. Pressure fluctuation on plunge pool floors. Journal of hydraulic Research ,IAHR. Vol  35.No.2.
He, Y., Zhu, D.Z., Zhang, T., Shao, Y. and Yu, T., 2017. Experimental observations on the initiation of sand-bed erosion by an upward water jet. Journal of Hydraulic Engineering, 143(7), p.06017007.
Kerman Nejad  J, Fathi-Moghadam M, Lashkarara B and Haghighipour S, 2011. Dynamic Pressure of Filip Bucket Jet. World Applied Sciences Journal.1165-1171
Karamigolbaghi, M., Ghaneeizad, S.M., Atkinson, J.F., Bennett, S.J. and Wells, R.R., 2017. Critical assessment of jet erosion test methodologies for cohesive soil and sediment. Geomorphology, 295, pp.529-536.
Lencaster A, 1961. Free overflow spillway. Engineering and Design Principle. National Lab. for Civil Engrs. Report No. 174. Portugal, Lisbon.
Puetras, J. 1994. Criterios hidraulicos para el diseno de cuencos de disipacion de energia en presas boveda con vertido liber por coronacion. PhD Thesis. Universitat politecnica de Catalunya. Barcelona, Spain