مطالعه آزمایشگاهی پروفیل سرعت در طول پرش هیدرولیکی بر روی بستر با زبری‌های مثلثی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای علوم و مهندسی آب دانشگاه شیراز

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

3 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد

4 آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب دانشگاه شهرکرد

چکیده

در این تحقیق مشخصات پرش هیدرولیکی بر روی پنج نوع بستر موج‌دار مثلثی در فلومی با مقطع مستطیلی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهرکرد مورد بررسی قرار گرفت. فلوم دارای عرض و ارتفاع 4/0 متر و طول 12 متر بود. در مجموع 15 آزمایش در محدوده اعداد فرود اولیه 1/6 تا 6/13 انجام شد. در همه آزمایشات، تاثیر زبری‌های بستر بر پرش هیدرولیکی در اعداد فرود مختلف با تحلیل پروفیل سرعت و استهلاک انرژی بررسی شد. پارامترهای بی‌بعد هیدرولیکی به صورت تابعی از عدد فرود تعیین گردید. بررسی پروفیل‌های سرعت اندازه‌گیری شده در مقاطع مختلف پرش هیدرولیکی نشان داد که این پروفیل‌ها مشابه بوده و با پروفیل جت آب بر روی بستر صاف متفاوت می‌باشند. مقدار ضخامت لایه مرزی بی بعد بر روی بستر موج‌دار برابر 39/0 به دست آمد درحالی‌که این مقدار در بستر صاف معادل 16/0 است. همچنین افت انرژی در پرش بر روی بستر موج‌دار بیشتر از بستر صاف است (متوسط 3/11%).

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Laboratory study of Velocity profile at Hydraulic Jump on Triangular Corrugated Bed

نویسندگان [English]

  • Mahboobeh Ghazali 1
  • Hossien Samadi brojni 2
  • Behzad Ghorbani 3
  • Aboozar Rahmati 4
چکیده [English]

In the present research, the hydraulic jump characteristics were studied experimentally over five triangular corrugated beds at the Hydraulics Laboratory of the Department of Water Engineering, University of Shahrekord, Iran. The flume has the dimensions of 0.4 m wide, 0.4 m deep and 12 m long. A total number of 15 tests were carried out for the range of initial Froude number from 6.1 to 13.1. In all tests, effect of triangular corrugated bed on velocity profiles and energy dissipation were studied. The dimensionless hydraulic parameters were determined as a function of the Froude number. The analysis of velocity profiles at different sections of the jump showed that the velocity profiles were similar and different from the profile of the simple plane wall jet. The normalized boundary layer thickness δ/b was equal to 0.39 for jumps on corrugated bed compared to 0.16 for the simple wall jet. It was also found that for similar Froude number the energy loss of jump on corrugated bed is more than the smooth bed (average=11.3%).

Hydraulic jump, Triangular corrugated beds, Velocity profiles, Energy loss.

1- ایزدجو، ف. 1383. تاثیر مواج بودن بستر بر روی طول پرش و نوسانات زیر فشار در حوضچه‌های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی. پایان‌نامه‌ی دکترای سازه‌های آبی، دانشکده‌ی مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

2- Abbaspour, A., A. Hosseinzadeh Dalir,D. Farsadizadeh and A.A. Sadraddini. 2009. Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Applied Sciences 9(11):2045-2055.

3- Ead, S.A., N. Rajaratnam, C. Katopodis and F. Ade. 2000. Turbulent open channel flow in circular corrugated culverts. Hydraulic Engineering 126(10):750-757.

4- Ead, S.A. and N. Rajaratnam. 2002. Hydraulic jumps on corrugated bed. Hydraulic Engineering 128(2):656-663.

5- Hager, W.H. 1992. Energy dissipators and hydraulic jump. Kluwer academic Publishers.

6- Izadjoo, F. and M. Shafai Bejestan. 2007. Corrugated bed hydraulic jump stilling basin. Applied Sciences 7(8):1164-1169.

7- Peterka, A.J. 1983. Hydraulic design of stilling basins and energy dissipators. Engineering Monograph No. 25, U.S. Bureau of Reclamation, Denver. Seventh Priinting.

8- Rajaratnam, N. 1968. Hydraulic jump on rough bed. Trans. Eng. Inst. Canada 11:1-8.

9- Shafai Bejestan, M. and K. Neisi. 2009. A New Roughened Bed Hydraulic Jump Stilling Basin. Applied Sciences 2(5): 436-445.

10- Tokyay, N.D. 2005. Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps. EWRI, Water & Environmental Resources Congress, Anchorage, Alaska, USA.