عنوان پایان‌نامه
مدلسازی آزمایشگاهی جریان و گردابه ورودی به آبگیرهای مستغرق
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2167;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72439
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- احمد پرورش
- استاد راهنما
- رضا غیاثی
- چکیده
- استفاده از آبگیر‌ها برای مصارف مختلف از جمله در مخازن سدها برای رساندن آب به نیروگاه و یا برای تأمین آب در پایین‌دست کاربرد فراوانی دارد. امروزه به¬دلیل مسائل و مشکلات مربوط به کم‌آبی خصوصاً در کشور عزیزمان، بهره برداری بهتر از ذخایر آبی اهمیت زیادی پیدا کرده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی تأثیر زاویه‌های مختلف آبگیر لوله‌ای، مربعی و مستطیلی بر عمق مستغرق بحرانی در سه شرط هندسی مختلف می باشد. در مرحله¬ی نخست تحقیقات آزمایشگاهی صورت گرفته بر روی آبگیرهای مستغرق از ادبیات فنی جمع¬آوری شده و محدودیت‌ها و اصولی که باید در تست‌های آزمایشگاهی رعایت گردد به دقت مطالعه شده است. در گام بعد وسایل و تجهیزات آزمایشگاهی متناسب با محدوده آزمایش‌های در نظر گرفته شده، تهیه گردیده و آزمونهای اولیه برای رسیدن به حداقل اعداد رینولدز و وبر (توصیه شده توسط مراجع مختلف) انجام شده است. سه سری آزمایش در نظر گرفته شده است که به ترتیب مربوط به آبگیر دایره‌ای (لوله‌ای)، مربعی و مستطیلی می باشد. عمق مستغرق بحرانی گردابه در سه حالت (الف) آبگیر آزاد، (ب) آبگیر با حضور دیواره عمودی و (ج) آبگیر در کنار دیواره جانبی مخزن مورد بررسی قرار گرفته است. سری اول آزمایش‌ها مربوط به آبگیر لوله‌ای می‌باشد که در این سری 30 آزمایش مختلف انجام شده است و دو نوع مختلف گردابه اندازه گیری شده و برای افزایش دقت، هر آزمایش حداقل سه بار تکرار شده است (در مجموع 222 تست). در این سری و در حالت آبگیر آزاد مشاهده شد با افزایش زاویه آبگیر از صفر تا 90 درجه عمق مستغرق بحرانی کاهش پیدا می‌کند. سری دوم و سوم آزمایش‌ها با مجموع 157 تست مربوط به آبگیر مربعی و مستطیلی بوده است. در این سری با افزایش زاویه، عمق مستغرق بحرانی افزایش پیدا می‌کند. در آبگیرهای مورد آزمایش این تحقیق، وجود دیواره عمودی در دهانه آبگیر موجب عدم تشکیل گردابه شده و با افزایش زاویه، اثر دیواره عمودی کاهش پیدا کرده به‌طوری‌که در زاویه 90 درجه کمترین اثر دیواره مشاهده می‌شود. در حالت آبگیر در کنار دیواره جانبی مخزن، گردابه نوع ششم تشکیل نشده و تنها مکش هوا در ارتفاعی به‌اندازه‌ی قطر آبگیر به‌وجود می‌آید. بر اساس آزمایش¬های انجام¬شده در این تحقیق به¬نظر می¬رسد که در بین شکل‌های مختلف آبگیر، بهترین مقطع از نظر افزایش بهره‌برداری از آب توسط آبگیر مستغرق عبارت است از: (الف) مقطع دایره‌ای در حالت آبگیر عمودی و (ب) مقطع مستطیلی در حالت آبگیر افقی.
- Abstract
- The use of intakes has a variety of applications such as feeding water to the power stations or to supply water in downstream of dam reservoirs. Difficulties and problems caused by water shortage, especially in our beloved country, have highlighted the importance of better utilization of water supplies. The main purpose of this research is to investigate the effect of circular, rectangular and cubic intakes and their angle of directions on critical submerged depth in three different geometrical conditions. As the first step, experimental investigations over submerged intakes gathered from literature review and principles and limitations that should be contemplated in experimental tests have been studied precisely. In next step, proper lab equipment of contemplated experiments has been prepared and primary tests (recommended by different references) have done to reach the minimum Reynolds and Weber numbers. Three series of experiments have been designed and undertook, related to Circular, Cubic and Rectangular intakes. Critical submerged depth for (a) Free Intakes, (b) Intake Head-Wall and (c) Intake Side-Wall were investigated. The first series of experiments were related to Circular Intakes, in which thirty different experiments have been done and two different types of vortices have measured. To increase the level of accuracy, each test has repeated three times (reach to total of 222 tests). In the first series for case of Free Intake, the critical submerged depth reduces as the angle of intake increases from zero to ninety degree. These results for Cubic and Rectangular tests (the second and third series of experiments which were totally 157 tests) were different and the critical submerged depth rises as the angle of intake increases. In intakes that are investigated in this research, the presence of head-wall near by intake entrance prevents the formation of vortex, while by increasing the angle, the effect of head-wall decreases so that in the degree of 90 no effect of head-wall is observed. In case of side-wall intakes, the vortex of sixth type did not formed and air suction in height equal to the diameter of intake just observed. Based on experiments carried out in this study, it seems that from the increasing the utilization of water by submerged intake point of view: (a) the best shape is circular shaped in vertical intake and (b) is rectangular shaped in horizontal mood.
