بررسی فشارهای ناشی از برخورد جت‌های ریزشی به بستر حوضچه استغراق

حوضچه‌های استغراق به‌منظور استهلاک انرژی اضافی در پایین‌دست سرریزهای ریزشی سدها ساخته می‌شود. سرعت جریان در اثر برخورد جت آب به بستر حوضچه به فشار دینامیکی تبدیل می‌شود. هدف تحقیق حاضر، بررسی فشار ناشی از برخورد یک جت قائم به بستر حوضچه استغراق می‌باشد. از این‌رو، آزمایش‌ها برای چهار دبی مختلف (متناسب با قطر نازل بین 6 تا 5/27 لیتر بر ثانیه متغیر بوده) در سه قطر نازل متفاوت 3/4، 2/5 و 2/8 سانتی‌متر برای چهار ارتفاع ریزش 37، 60، 90 و 120 سانتی‌متر انجام شده است. همچنین آزمایش‌ها برای سطوح صاف و زبر در شرایط هیدرولیکی یکسان انجام و نتایج آن‌هابا یکدیگر مقایسه شده است. مقادیر فشار دینامیکی توسط یک ترانسدیوسر فشار اندازه‌گیری شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که افزایش قطر نازل جت موجب کاهش ضریب فشار دینامیکی می‌شود. همچنین نتایج نشان‌دهنده یک افزایش در مقدار فشار دینامیکی به دلیل وجود زبری در صفحه برخورد است. بعلاوه، تغییرات عدد فرود جت جریان و ارتفاع ریزش تاثیر بسزایی بر روی فشار دینامیکی دارد. مقدار بیشینه فشار دینامیکی در مرکز صفحه تماس بوده و با دور شده از مرکز صفحه، مقدار آن به‌تدریج کاهش می‌یابد.

Impact pressures of falling jets on the plunging pool bed

Plunging pools are constructed at the downstream of dam spillways to dissipate the excess energy. The turbulent flow velocity converts to the dynamic pressure due to impact of flow with the pool’s bed. The aim of this research is to determine impact pressure of a vertical jet on plunging pool bed. Hence, the experiments were carried out in four different discharges (ranging from 6 to 27.5 lit/s according to the nozzle diameters), three jet diameters including 4.3, 5.2 and 8.2 cm and four falling heights of 37, 60, 90 and 120 cm. Also the experiments are conducted in similar flow conditions for smooth and rough surfaces, and results are compared. Dynamic pressures were measured with a pressure transducer. The analysis of data showed that increase of jet diameter causes decrement in the dynamic pressure coefficient. Results revealed an increase in dynamic pressures due to roughness of contacting surface. Moreover, variations of jet Froude number and fall length have significant effects on the dynamic pressure coefficient. The impact pressure was the highest in the surface center and was gradually reduced in outer zones.