پديد آورنده :
فاضلي، مصطفي
عنوان :
پرش هيدروليكي دايرهاي روي سطوح شيبدار با شيب معكوس
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي آب و سازههاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده عمران
صفحه شمار :
شانزده، ۹۷ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري ساماني
توصيفگر ها :
حوضچه آرامش , پرش هيدروليكي دايرهاي , شيب معكوس و اعماق مزدوج , استهلاك انرژي
استاد داور :
مسعود قدسيان، محمدرضا چمني
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/01/15
چكيده فارسي :
چكيده در انتهاي سازههايي مانند سرريز سدها شوتها آبشارها و دريچهها به دليل سرعت زياد جريان احداث سازهاي مناسب جهت استهالك انرژي و كاهش سرعت جريان بهمنظور جلوگيري از فرسايش و حفاظت از تأسيسات پاييندست ضروري است يكي از متداولترين سازههاي مستهلككننده انرژي حوضچههاي آرامش از نوع پرش هيدروليكي هستند كه در آنها با شكلگيري پرش هيدروليكي و تغيير رژيم جريان از فوق بحراني به زيربحراني انرژي جريان مستهلك ميشود به دليل استفاده فراوان در سيستمهاي هيدروليكي و شبكههاي آبياري و زهكشي بررسي و مطالعه حوضچههاي آرامش از اهميت خاصي برخوردار است حوضچههاي آرامش دايرهاي در مقايسه با حوضچههاي معمولي از عمق ثانويه و طول پرش كمتر و استهالك انرژي بيشتر برخوردار هستند و از جنبه عملكرد هيدروليكي و اقتصادي ميتوانند بهعنوان جايگزين مناسبي براي حوضچههاي معمول استفاده شوند در تحقيق حاضر از دو مدل تحليلي و آزمايشگاهي جهت بررسي مشخصات پرش هيدروليكي دايرهاي روي سطوح شيبدار با شيب معكوس نظير نسبت اعماق مزدوج افت نسبي انرژي طول نسبي و آستانه استغراق پرش استفاده شده است در مدل تحليلي با استفاده از يكسري فرضيات معقول و به كارگيري روابط انتگرالي حاكم بر ديناميك سياالت به استخراج رابطههايي براي نسبت اعماق مزدوج و افت نسبي انرژي كه براي هر دو نوع پرش كالسيك و دايرهاي قابل استفاده هستند پرداخته شده است مدلسازي آزمايشگاهي در يك مخزن مكعبي به طول ضلع 5 4 و ارتفاع 5 ۶ متر كه يك صفحه دايرهاي به قطر 4 متر در فاصله 5 1 متري از كف مخزن در مركز آن واقع شده انجام شده است با برخورد جت قائم به مركز صفحه برخورد جريان فوق بحراني در راستاي شعاع شكل گرفته و به دليل وجود سرريز در انتهاي صفحه برخورد در اين ناحيه جريان زيربحراني است و تبديل اين جريان فوق بحراني به زيربحراني توسط يك پرش هيدروليكي دايرهاي انجام ميشود در مدل آزمايشگاهي با استفاده از وسايل اندازهگيري مناسب دبي طول و عمق اوليه و ثانويه پرش اندازهگيري شده است روابط تحليلي به دست آمده براي نسبت اعماق مزدوج و افت نسبي انرژي بهصورت نمودارهايي برحسب عدد فرود و ديگر پارامترهاي بيبعد ترسيم شده است با توجه به نمودارهاي ترسيم شده و لحاظ كردن اثر هر يك از اعداد بدونبعد اين نتيجه حاصل ميشود كه با افزايش نسبت شعاعهاي مزدوج Ro و شيب كف So نسبت اعماق مزدوج و طول پرش كاهش و افت نسبي انرژي افزايش مييابد صحت روابط تحليلي با دادههاي آزمايشگاهي توسط چهار تابع خطا 2 WQD NRMSE R و EF مورد بررسي قرار گرفت و تطابق نسبتا خوبي بين دادههاي آزمايشگاهي و روابط ارائه شده مشاهده شد با استفاده از دادههاي آزمايشگاهي طول و آستانه استغراق پرش مورد بررسي قرار گرفت و مشاهده شد كه در اين نوع از پرش طول پرش هيدروليكي تقريبا نصف حالت كالسيك است و با افزايش شيب كف So طول پرش كاهش و عدد فرود الزم جهت تشكيل پرش هيدروليكي آزاد افزايش مييابد درنهايت نمودارها و روابطي براي نسبت اعماق مزدوج افت نسبي انرژي آستانه استغراق و طول نسبي پرش برحسب ديگر پارامترها براي پرش هيدروليكي دايرهاي روي شيب معكوس ارائه شده است از اين روابط و نمودارها ميتوان براي طراحي حوضچههاي دايرهاي استفاده كرد كلمات كليدي حوضچه آرامش پرش هيدروليكي دايرهاي شيب معكوس و اعماق مزدوج
چكيده انگليسي :
Circular hydraulic jump over the beds with adverse slope Mostafa Fazeli mostafa fazeli@cv iut ac ir Date of submission Jan 14 2018 Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Abdorreza Kabiri Samani akabiri@cc iut ac ir AbstractDownstream of the hydraulic structures such as spillways chutes overfalls and gates dueto the high flow velocity appropriate dissipating structures for the depreciation of excesskinetic energy and reduction of flow velocity in order to prevent the erosion and protectionof the downstream hydraulic systems should be constucted One of the most common energydissipator structures is the hydraulic jump type stilling basins in which the flow excesskinetic energy is dissipated by generation of a hydraulic jump changing the flow regimefrom super to subcritical flow Due to the extensive use of stilling basins in hydraulicsystems and irrigation and drainage networks their study was the focus of severalinvestigations Stilling basins are divided into several categories based on the hydraulicapplication and perspective Based on the shape of the stilling basin plan they are dividedinto three groups including rectangular classic divergent and circular stilling basins Sofar several studies have been performed on the classic and divergent hydraulic jumps however there is a lack of study on circular hydraulic jumps For the hydraulic design ofstilling basins three parameters including the length sequent depth and head loss of thejump are the major parameters having great effects on designing economical stilling basins In the present study analytical and experimental investigations were performed to study theprofile of circular hydraulic jumps on slopped beds with adverse slope The study mainlyfocused on the conjugate depth ratio relative head loss relative length and thresholdsubmergence depth In the analytical model we applied a series of reasonable assumptionsand used integral equations governing the fluid dynamics to derive relationships for theconjugate depth ratio and the relative head loss which are applicable for both classical andcircular hydraulic jumps Experimental study was carried out in a cubic reservoir in whicha circular bed of 2 m in diameter was applied as the circular bed in its center In theexperimental study flow discharge initial and secondary depth and length of the jump weremeasured The analytic relationships were plotted for the ratio of the conjugate depth andrelative head loss in terms of dimensionless independent parameters According to theresults by increasing the ratio of the conjugate radius Ro and the bed slope So the ratioof the conjugate depth and jump length decrease and the relative head loss increases Theaccuracy of the analytical relationships compared to the experimental was checked applyingfour error functions including R2 NRMSE WQD and EF showing a relatively goodcorrelation between the experimental and the analytical results Furthermore using theexperimental data the length and threshold submergence of the circular hydraulic jump wereinvestigated Results show that in this type of jump the length of the hydraulic jump isapproximately half the classical hydraulic jump Finally relationships for the ratio of theconjugate depth the relative head loss the threshold submergence and the relative length ofthe circular hydraulic jump are presented in terms of the other dimensionless independentparameters for a circular hydraulic jump on the slopped beds Keywords Stilling basin Circular hydraulic jump Adverse slope Conjugate depth
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري ساماني
استاد داور :
مسعود قدسيان، محمدرضا چمني
