مقایسه آزمایشگاهی تاثیر زبری مصنوعی و شیب معکوس بستر در کنترل پرش هیدرولیکی

مقدمه: پرش هیدرولیکی در انتهای شوت ها و بسیاری از سازه های هیدرولیکی ایجاد می گردد و در این پدیده جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تبدیل می شود. وقوع پدیده پرش هیدرولیکی منجر به ایجاد افت انرژی در مجاری روباز می گردد. افزایش میزان افت انرژی می تواند به کاهش ابعاد حوضچه آرامش و صرفه اقتصادی منجر گردد.روش : در تحقیق حاضر به منظور بررسی پارامترهای پرش هیدرولیکی، به صورت آزمایشگاهی اثر زبری و شیب معکوس در کاهش عمق ثانویه و طول پرش هیدرولیکی، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور اثر دو نوع زبری با شکل مثلث و لوزی در مقایسه با سطح صاف در شیب معکوس در بازه صفر تا 0.1 درصد و در اعداد فرود بین 4.1 تا 10.99 مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته ها: نتایج آزمایشات نشان داد که زبر نمودن بستر با المان های لوزی و مثلثی به ترتیب 9.6 و 9.1 درصد در کاهش عمق نسبی پرش هیدرولیکی و 43.8 و 52.8 درصد در کاهش طول نسبی پرش هیدرولیکی موثر واقع شده است. همچنین شیب معکوس فقط در کاهش طول نسبی پرش هیدرولیکی موثر بوده و در شیب 0.1 درصد به میزان 17.2 درصد طول نسبی پرش هیدرولیکی کاهش یافت. در نهایت بکارگیری توامان زبری و شیب معکوس در بهترین حالت در شیب 0.75 درصد و با زبری مثلثی باعث کاهش 56.8 درصد طول نسبی پرش هیدرولیکی گردید.نتیجه گیری: نوع زبری در افزایش میزان افت انرژی پرش هیدرولیکی موثر می باشد.تاثیر همزمان اعمال زبری بستر و ایجاد شیب معکوس می تواند میزان افت انرزی در پدیده پرش هیدرولیکی را افزایش دهد. لذا با کاربرد توامان زبری بستر و شیب معکوس می توان با ایجاد افت انرژی بیشتر، صرفه اقتصادی ایجاد نمود.

laboratory evaluation of artificial roughness and adverse slope effect in control of hydraulic jump

introduction: hydraulic jump is created at the end of shoots and many hydraulic structures. the occurrence of a hydraulic jump phenomenon leads to a decrease in the amount of energy in open channels. in the present study, in order to simultaneously evaluate the effect of roughness and the effect of reciprocal slope on reducing the secondary depth of the hydraulic jump, as well as reducing the length of the hydraulic jump.methods: in this study, two types of roughness in the form of rhombuses and triangles were compared in a laboratory with a reverse slope of zero to 0.1% compared to a flat surface. the results of experiments related to the effect of roughness in reducing the relative second depth of hydraulic jump showed that rhombic and triangular roughness (in the horizontal plane) were effective in reducing the relative depth of hydraulic jump by 9.6 and 9.1%, respectively. also, the results related to the effect of reverse slope (at the surface without roughness) on controlling the relative second depth of hydraulic jump showed that creating and increasing the reverse slope in the tested interval alone will not have an effect on reducing the relative second depth of hydraulic jump.findings: after examining the effect of roughness and reverse slope in controlling the relative length of hydraulic jump, it was observed that at the highest rate, the relative length of hydraulic jump was reduced by 0.075% and the roughness of rhombic and triangular, by 52.8 and 56.8% was observed. therefore, as a result of this research, it can be stated that if the goal is to reduce the secondary depth of the hydraulic jump, the best option to reduce the secondary depth of the hydraulic jump is to roughen the bed using triangular roughness.