عنوان پایان‌نامه
بررسی تأثیر آرایش بلوکهای کف بر مشخصات جهش هیدرولیکی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5417;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61812
- تاریخ دفاع
- ۰۸ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- ابوالفضل برقی خضرلو
- استاد راهنما
- ابراهیم امیری تکلدانی
- چکیده
- جریان خروجی از دریچه‌ها، سرریزها، شیب‌شکن‌ها و تنداب‌ها حاوی انرژی جنبشی زیادی در پایاب بوده که اگر این انرژی مستهلک نگردد باعث تخریب پایاب می‌گردد. یک روش جهت استهلاک انرژی احداث حوضچه آرامش از نوع جهش هیدرولیکی می‌باشد. ایجاد عمق مناسب در پایاب ونیز نصب بلوک آبشار وبلوک کف در داخل حوضچه، شرایط را برای تشکیل پرش هیدرولیکی فراهم کرده و باعث کاهش طول حوضچه و افزایش راندمان آن می‌شود. از آنجا که بلوک کف سهم عمده‌ای در افزایش راندمان وکاهش طول حوضچه برعهده دارد، لازم است تا مطالعاتی جهت ارائه معیار مناسب برای آرایش بلوک کف در داخل حوضچه بعل آید.بخاطر اهمیت بلوکهای کف در مجموع 210 آزمایش با دبیهای مختلف در محدوده اعداد فرود 1/5 تا 51/10 انجام گردید. ابعاد بلوک انتخابی براساس USBR Type III انتخاب و در داخل حوضچه نصب گردید که در طی آن بلوک ها در 5 ردیف نصب گردید. پس از آنالیز داده‌ها دو ردیف بلوک بعنوان بهینه‌ترین حالت در نظر گرفته شد. با تغییر فاصله ردیف دوم معادله‌ای در جهت تعیین فاصله بهینه ردیف دوم ارائه گردید. پس از تعیین فاصله بهینه با ثابت نگه‌داشتن 50 درصد پوشش عرضی برای ردیف بلوک، بهینه‌ترین حالت برای عرض بلوک، نسبت عرض به ارتفاع 75/0 بدست آمد. با مقایسه طول جهش در این حوضچه با حوضچه USBR Type III طول جهش در اعداد فرود کم12 درصد و در اعداد فرود بالا 16 درصد کاهش داشته است. به منظور دقت در تعیین عدد فرود اولیه پرش هیدرولیکی، با استفاده از اصول بقای انرژی و اندازه حرکت معادلاتی جهت تعیین ضریب تنگ¬شدگی دریچه¬های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق استنتاج گردید. نتایج نشان داد تاثیر بازشدگی نسبی، استغراق نسبی بر تغییرات ضریب تنگ¬شدگی قابل توجه است.
- Abstract
- Outflows from the hydraulic structures such as gates, spillways, drops and chutes, contain excess energy which has to be dissipated. This excess energy may be dissipated by means of hydraulic jumps formed in the stilling basins. The efficiency of the stilling basins can be increased by means of sufficient tailwater depth and installing some bottom blocks. As the bottom blocks have significant effects on the reduction of the stilling basin’s length, the optimum arrangement of the blocks must be studied carefully. In this research, 210 experiments with different flow rates and Froude numbers ranging from 5.1 to 10.5 were carried out. The bottom blocks were arranged in different configurations including one to five rows according to the criteria suggested by the United States Bureau of Reclamation (USBR Type III stilling basin). The results showed that two rows arrangement give the best efficiency. Afterward, the second row of the blocks was moved downward to find the most advantageous distance between the first and second rows. Subsequently, the best geometry of the blocks (width to height ratio) was found to be 0.75 by keeping the blockage percent as 50%. The tailwater reduction factor was found to be in the range of 20-28% for the blocks arranged in two rows. Comparing the results of the present study with those of USBR Type III, it was found that the length of the hydraulic jump is reduced 12 and 16% for low and high Froude numbers, respectively. In order to increase the accuracy of determination of the inflow Froude number, some equations are derived for calculation of the contraction coefficient of the sluice gates in submerged and non-submerged conditions based on the energy and momentum conservation principles. It was found that the relative opening and relative submergence have considerable effects on the contraction coefficient.
