پديد آورنده :
دشتبان، حامد
عنوان :
مشخصات هيدروليكي جريان در حوضچه هاي آرامش دايره اي مجهز به بلوك هاي آرام كننده
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي اب و سازه هاي هيدروليكي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 98ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري ساماني
توصيفگر ها :
پرش هيدروليكي دايره اي , حوضچه آرامش دايره اي , بلوك هاي آرام كننده , مشخصات هيدروليكي پرش.
استاد داور :
محمد رضا چمني، مسعود قدسيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/09/03
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/09/08
چكيده فارسي :
در انتهاي سازه¬هايي نظير سرريز سدها و شوت¬ها به¬دليل انرژي جنبشي مخرب جريان، احداث سازه¬اي مناسب براي استهلاك انرژي جريان و جلوگيري از فرسايش و حفاظت از تأسيسات هيدروليكي پايين¬دست ضروري است. يكي از متداول¬ترين سازه¬هاي كنترل و استهلاك انرژي جنبشي مخرب جريان، حوضچه¬هاي آرامش از نوع پرش هيدروليكي هستند. در مقايسه با ديگر انواع حوضچه¬هاي آرامش، حوضچه¬هاي آرامش دايره¬اي از نسبت اعماق مزدوج و طول پرش هيدروليكي كمتر و استهلاك انرژي جنبشي بيشتري برخوردار هستند و در صورت اضافه كردن بلوك‌هاي ضربه‌گير راندمان هيدروليكي اين حوضچه‌ها افزايش مي‌يابد.
در تحقيق حاضر ضمن مدل¬سازي تحليلي و آزمايشگاهي پرش هيدروليكي دايره¬اي مجهز به بلوك¬هاي آرام-كننده، روابط تحليلي براي محاسبه¬ نسبت اعماق مزدوج پرش و ميزان استهلاك انرژي در حوضچه¬هاي آرامش مدور با بلوك¬هاي آرام¬كننده ارائه شده است. ضمناً رابطه¬ تحليلي نيز براي محاسبه¬ نيروي مقاوم بلوك¬هاي آرام¬كننده در برابر جريان توسعه مي‌يابد. با استفاده از پارامترهاي مؤثر بر پديده، فيزيك و رفتار پرش هيدروليكي درون حوضچه¬هاي آرامش دايره‌اي مجهز به بلوك¬هاي آرام¬كننده بررسي مي‌شود. سپس به بررسي تأثير هر يك از پارامترهاي بابعد بر عمق ثانويه پرش و پارامترهاي بي¬بعد بر نسبت اعماق مزدوج پرداخته مي¬شود. تطابق نسبتاً خوبي بين نتايج آزمايشگاهي و روابط تحليلي حاصله مشاهده شد. بررسي نتايج نشان مي¬دهد كه افزايش نسبت انسداد مسير جريان و نسبت شعاع مزدوج پرش سبب كاهش نسبت اعماق مزدوج مي¬شود. همچنين با افزايش نسبت شعاع مزدوج پرش، استهلاك انرژي جنبشي مخرب جريان افزايش مي¬يابد. نتايج پژوهش حاضر بهبود مشخصه¬هاي حوضچه¬هاي آرامش دايره¬اي مجهز به بلوك¬هاي آرام¬كننده نظير نسبت اعماق مزدوج، نسبت طول به عمق ثانويه پرش هيدروليكي و استهلاك انرژي جنبشي را نشان مي¬دهد. سپس با بهره¬گيري از داده‌هاي آزمايشگاهي روابطي بي¬بعد براي تعيين نسبت طول به عمق ثانويه و نسبت اعماق مزدوج پرش استخراج مي¬شود. در انتها ميزان خطاي حاصل از روابط تجربي و روابط تحليلي توسعه داده شده به كمك شاخص¬هاي خطا مورد ارزيابي قرار مي¬گيرد.
كلمات كليدي: پرش هيدروليكي دايره¬اي، حوضچه آرامش دايره¬اي، بلوك¬هاي آرام¬كننده، مشخصات هيدروليكي پرش.
چكيده انگليسي :
Due to the high destructive kinetic energy of flow downstream of the hydraulic structures including dam spillways and chutes, proper hydraulic structures are designed to protect the downstream hydraulic systems, establishing a controlled hydraulic jump. Hydraulic jump-type stilling basins are a type of common hydraulic structures to dissipate the flow destructive kinetic energy. Comparing to the other types, a circular stilling basin performs very well in terms of the conjugate depths ratio, the hydraulic jump’s length and the flow head loss. It is suggested that applying baffle blocks on the bottom of these stilling basins would improve its hydraulic performance that needs to be investigated carefully.
In the present study, in addition to experimental modeling of the circular hydraulic jumps with baffle blocks, analytical relationships are presented to determine the ratio of conjugate depths and the amount of energy dissipation in circular stilling basin with baffle blocks. Furthermore, analytical relationship is developed to estimate the external forces exerted from the baffle blocks against the flow. Using the effective parameters applied on such phenomenon, the physics and aspects of the circular hydraulic jumps with baffle blocks are investigated. The effects of each dimensional parameter on the sequent depth of the jump and the effects of dimensionless parameters on the ratio of conjugate depths are determined. A relatively good agreement was observed between the experimental results and those obtained by the analytical relations. The results show that increasing the flow path obstruction ratio decreases the jump conjugate radius and depth ratios. By the increase in the conjugate radius ratio of the circular hydraulic jump, the destructive kinetic energy loss increases. The present results showed that baffle blocks in a circular stilling basin improve the hydraulic aspects including the conjugate depths ratio and the kinetic energy loss. Using the experimental data, dimensionless relations are derived to determine the length and the conjugate depths ratio of the circular hydraulic jumps. Finally, error analyses were performed on the derived experimental correlations and the developed analytical relationships, using well-known error functions.
استاد راهنما :
عبدالرضا كبيري ساماني
استاد داور :
محمد رضا چمني، مسعود قدسيان
