بررسی آزمایشگاهی و عددی تاثیر طول تبدیل بر میزان تلفات انرژی در تبدیل های تدریجی کانال های روباز در جریان زیربحرانی

تبدیل ها سازه هایی هستند که می توانند با ایجاد تغییر در نوع سطح مقطع کانال ها، هندسه کانال و نوع جریان را عوض کنند. با افزایش ابعاد در راستای مقطع در تبدیل، از سرعت جریان کاسته می شود. این موضوع، ناحیه جدایی جریان و حرکت گردابی آشفته را به وجود آورده و باعث تلفات انرژی می شود. در این مطالعه، الگوی جریان در امتداد تبدیل تدریجی عریض شونده کانال های مستطیلی به ذوزنقه ای برای جریان زیربحرانی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. در کنار مطالعه آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی سه بعدی الگوی جریان با استفاده از نرم افزار فلوئنت و مدل تنش رینولدز (rsm) انجام گرفته است. پروفیل های سطح آب و سرعت جریان در مقاطع مختلف تبدیل بصورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده و با نتایج عددی مقایسه شده اند که مقایسه این نتایج مطابقت خوبی را بین آنها نشان می دهد. همچنین بازدهی هیدرولیکی تبدیل و ضریب تلفات انرژی در امتداد تبدیل به ازای طولهای مختلف تبدیل و اعداد فرود ورودی مختلف محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد فرود جریان بالادست، بازدهی تبدیل و ضریب تلفات انرژی به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. همچنین با افزایش طول تبدیل عریض شونده، بازدهی تبدیل و ضریب تلفات انرژی به ترتیب دچار افزایش و کاهش می شوند. پس از صحت سنجی مدل عددی، تاثیر عدد فرود بالادست و دبی ورودی بر نواحی چرخشی جریان ایجاد شده در دو طرف تبدیل و تنش برشی بستر در امتداد تبدیل بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش عدد فرود  بالادست، طول و عرض ناحیه جدایی جریان ایجاد شده در دو طرف تبدیل افزایش یافت.