مطالعه آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی اطراف آبشکن سرسپری مستغرق جاذب و دافع

در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی اطراف آبشکن سرسپری مستغرق، جاذب و دافع در مسیر مستقیم پرداخته شده است. در اندازه گیری سرعت‌های سه بعدی و توپوگرافی بستر به ترتیب از دستگاه vectrino+ و point gage استفاده شد. سرعت‌های سه بعدی در حالت بستر تخت اندازه گیری شده‌اند. آزمایش‌های الگوی جریان به این صورت انجام شده‌اند که پس از نصب آبشکن در موقعیت مربوطه، رسوبات بستر تسطیح شده، و سپس اطراف آبشکن به وسیله یک لایه نازک از دوغاب سیمان با استفاده از یک پیستوله روی رسوبات کف کانال پاشیده و ثابت شده‌اند. پس از 6 ساعت، با خشک شدن دوغاب سیمان، آزمایش آغاز شد، و در طول زمان برداشت سرعت، آبشستگی مشاهده نمی‌شد. میدان جریان در مقاطع عرضی و پلان های افقی مختلف ترسیم و الگوی جریان مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه آبشستگی آبشکن جاذب بیشتر از آبشکن دافع است و در هر دو حالت در لبه ‌ی بال بالادست آبشکن رخ داده است. نتایج الگوی جریان بیانگر وجود یک صفحه جدایی در بالادست آبشکن است که در آن قسمتی از جریان به صورت بالارونده و قسمتی دیگر به صورت پایین رونده عمل می‌کند. همچنین الگوی جریان و آبشستگی در مقاطع عرضی، طولی و پلان‌های مختلف از دیگر نتایج ارایه شده در این پژوهش است. نتایج نشان داد مقدار طول پایین دست حفره ی آبشستگی برای آبشکن جاذب بیشتر بوده و مقدار این طول برای آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 8/3 و 1/3 برابر طول موثر آبشکن است که نشان دهنده تاثیر بیشتر آبشکن جاذب بر جریان پایین دست آن است. همچنین عرض حفره ی آبشستگی در آبشکن دافع بیشتر بوده، و مقدار این عرض برای آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 2/4 و 5 برابر طول موثر آبشکن است. طول پشته ی رسوبی در آبشکن جاذب به دلیل تاثیر بیشتر این آبشکن بر پایین دست آن بیشتر بوده است، و مقدار این کشیدگی برای آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 20 و 4/16 برابر طول موثر آبشکن است. همچنین نتایج نشان داد وسعت جریان پایین رونده به سمت بالادست آبشکن در آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 77/0 و 5/1 برابر طول موثر آبشکن است. آزمایش‌ها نشان داد طول ناحیه ی جدایی جریان در بالادست آبشکن دافع بیشتر از جاذب بوده، و مقدار این طول در آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 77/0 و 4/1 برابر طول موثر است، و این طول با وسعت جریان پایین-رونده هماهنگی داشته است. همچنین طول ناحیه ی چرخشی در پایین دست آبشکن جاذب و دافع به ترتیب حدود 8/3 و 1/3 برابر طول موثر آبشکن بوده است و این طول با طول حفره ی آبشستگی پایین دست آبشکن در کنار ساحل مجاور آبشکن هماهنگی داشته است. نتایج نشان داد مرکز گردابه ی ساعتگرد تشکیل شده در پایین دست آبشکن دافع نسبت به آبشکن جاذب به محل آبشکن نزدیک‌تر است.