پديد آورنده :
حبيبي، فاطمه
عنوان :
مدل سازي آزمايشگاهي مشخصات هيدروليكي پديده هاي فوران و پس زدن جريان در مجاري تخليه كننده تحتاني
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
آب و سازه هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[هفده]، 83ص. : مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عبدالرضاكبيري ساماني
توصيفگر ها :
تخليه كننده تحتاني , جريان دوفازي آب و هوا , پس زدن جريان , فوران , تغييرات فشار , سرعت توده هاي هوا
استاد داور :
اژدري مقدم، ميلاد امين زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/11/13
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/14
چكيده فارسي :
1 چكيده 9 يكي از سازههاي مهم در مهندسي سد تخليهكنندههاي تحتاني هستند تشكيل گرداب در ورودي مجراي تخليهكننده تحتاني باعث مكش تودههاي هوا به داخل مجرا ميشود وجود اين تودههاي هوا در سازههاي هيدروليكي باعث تحميل خسارات شديد و گاه جبرانناپذير زيادي شده است يكي از مشكالت ورود هوا به مجراي تخليهكننده وقوع پديدههاي پسزدن جريان و فوران است اين دو پديده به ترتيب بر اثر حركت تودههاي هوا به سمت باالدست و پاييندست و خروج آنها از قسمت ورودي و خروجي مجرا رخ ميدهند و سبب كاهش ظرفيت مجرا در انتقال جريان ميشوند بهدليل خسارات زياد و مشكالتي كه اين دو پديده براي سازههاي هيدروليكي و همچنين شبكههاي فاضالب بهوجود ميآورند تحقيق در رابطه با ويژگيهاي هيدروليكي آنها ضروري به نظر ميرسد در تحقيق حاضر با ايجاد شرايط الزم براي تشكيل جريان گردابي در ورودي مجراي تخليهكننده تحتاني در يك مدل آزمايشگاهي شرايط براي ايجاد جريان دوفازي و وقوع پديدههاي پسزدن جريان و فوران مهيا ميشود آزمايشها در يك مخزن استوانهاي از جنس ورق گالوانيزه به قطر 2 و ارتفاع 1 متر كه در مركز آن شفت قائمي قرار گرفته است انجام ميشود با تغيير شرايط هيدروليكي جريان نظير دبي هد آب باالدست و عمق آب پاييندست پارامترهاي هيدروليكي جريان اندازهگيري ميشوند در اين تحقيق سرعت و حجم تودههاي هوا فشار وارد بر مجرا و تغييرات سرعت جريان گردابي در سطح آب مخزن در هنگام وقوع پديدههاي پسزدن جريان و فوران اندازهگيري شده است پديدهي پسزدگي در محدودهي دبي 5 31 3 5 lit s Q و محدوده عدد فرود 2 1 1 3 Fr اتفاق ميافتد در پديدهي پسزدن جريان با افزايش SP تا مقدار 34 1 عدد بيبعد سرعت تودههاي هوا افزايش پيدا ميكند ولي با افزايش بيشتر SP به مقدار 45 1 سرعت بازگشت تودههاي هوا كاهش پيدا ميكند افزايش هد آب باالدست و حجم تودههاي هوا سبب افزايش سرعت تودههاي هوا در هر دو رژيم پسزدن جريان و فوران ميشود با افزايش عدد استغراق خروجي تا مقدار 37 3 روند تغييرات عدد بيبعد سرعت تودههاي هوا بهصورت صعودي است ولي با افزايش عدد استغراق به مقدار 79 3 عدد بيبعد سرعت تودههاي هوا كاهش مييابد با وقوع پديده پسزدن جريان فشار در مجرا به مقدار زيادي كاهش مييابد و با وقوع فوران فشار افزايش پيدا ميكند همچنين با افزايش عمق پاياب ميانگين فشار وارده به كف مجرا حدود 12 درصد افزايش مييابد در انتها با انجام آناليز ابعادي و بررسي ارتباط پارامترهاي مؤثر و سپس با استفاده از نرمافزار آماري SPSS معادالتي براي تعيين سرعت حركت تودههاي هوا در هر دو رژيم جريان ارائه ميشود كلمات كليدي تخليهكننده تحتاني جريان دوفازي آب و هوا پسزدن جريان فوران تغييرات فشار سرعت تودههاي هوا
چكيده انگليسي :
Hydraulic characteristics of blow back and blow out phenomena in bottom outlets based on model experimentation Fatemeh habibi khoozani f habibi@cv iut ac ir Date of Submission Department of Civil Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Dr Abdorreza Kabiri Samani akabiri@iut ac ir AbstractFlow through the bottom outlets is accompanied by the formation of free surface vortices at the intake Generation of vortices results in air suction into the pipeline creating small to large air pockets in the conduitof the bottom outlets thereby an air water two phase flow generates inside the pipelines and bottom outlets This phenomenon has caused severe and sometimes irreparable damages in the hydraulic structures One ofthese problems with air entrainment into the bottom outlets is the occurrence of blow back and blow outphenomena These two phenomena occur as a result of the movement of air pockets up and downward exitingfrom the inlet and outlet of the pipe respectively and reducing the pipeline flow discharge capacity Due to theseverity and problematic behavior of these phenomena in hydraulic structures and sewage networks moreresearches are essential In the present experimental study by creating the necessary conditions for the generation of free surfacevortex at the inlet of the bottom outlets the conditions for the establishment of air water two phase flow aswell as the occurrence of blow back and blow out in the bottom outlet are provided The tests were performedin a cylindrical reservoir made of galvanized iron sheet with a diameter of 2 and a height of 1 meter in whicha vertical shaft spillway is installed at its center to the reservoir floor By changing the flow hydraulicconditions such as flow discharge water depth at up and downstream reservoirs the hydraulic characteristicsof flow inside the bottom outlet were investigated The velocity and volume of air pockets the internal pressureinside the pipeline and the swirling flow velocity profiles and water free surface level in the upper reservoirduring the generation of blow back and blow out phenomena were measured The blow back phenomenonoccurs at flow discharges of 8 5 Q 18 5 and a range of Froude numbers between 0 2 and 0 8 While theblow back creates by increasing the swirling parameter by about 1 43 dimensionless air pocket velocityincreases Increasing the upper reservoir water head tends to increase the volume of air pockets with anincreased velocity in both blow back and blow out flow regimes By increasing the lower reservoirsubmergence up to 3 78 the trend of dimensionless air bubble velocity is ascending however by increasingthe downstream submergence depth up to 3 97 the air pocket velocity decreases By generating the blow backphenomenon the internal pressure inside the bottom outlet decreases whereas it increases while the blow outgenerates Furthermore by increasing the water depth at the downstream reservoir the average internalpressure applied to the pipeline increases by about 20 Applying the dimensional analysis and examiningdifferent relationships the best correlations for the estimation of air bubble velocities in both blow back andblow out flow regimes were proposed using the SPSS statistical software Key words Air bubble velocity Air water flow Blow back Blow out Bottom outlet Pressure fluctuations Two phase flow
استاد راهنما :
عبدالرضاكبيري ساماني
استاد داور :
اژدري مقدم، ميلاد امين زاده
