بررسی عددی تاثیر تعداد و زاویه تیغه‌های گرداب‌شکن بر عملکرد سرریز نیلوفری

ساخت سرریزهای نیلوفری بیشتر در سدهای خاکی به صورت جدای از بدنه سد ترجیح داده می‌شود که موجب کاهش ریسک آب شستگی و اشباع شدن پوسته پایین دست سد می‌گردد. از آنجایی که در ورودی این نوع سرریز، جریان به صورت گردابی تشکیل می‌شود، گرداب باعث طولانی شدن مسیر خطوط جریان شده و در نتیجه موجب کاهش دبی و ضریب دبی سرریز می‌شود .به همین دلیل ضریب دبی این نوع سرریزها از سرریزهایی که به صورت آزاد عمل می‌کنند، کمتر می‌باشد. جریان‌های گردابه ای در اثر تغییر جهت جریان و کشش سطحی رخ میدهند. وجود این نوع جریانها، تاثیر منفی در عملکرد سازه‌هایی نظیر سرریز نیلوفری می‌گذارد. بررسی این جریان در این نوع سرریزها، مسئله‌ای مهم می‌باشد زیرا ممکن است تاثیرات منفی آن بر عملکرد سرریز نیلوفری، باعث خسارات جبران‌ناپذیری شود. از روش‌هایی که می‌تواند برای کنترل گرداب، موثر باشد، استفاده از تیغه‌های گرداب‌شکن است که این روش بر افزایش دبی و ضریب دبی تاثیر زیادی خواهد داشت. در این تحقیق، شبیه‌سازی سرریز نیلوفری به شکل ساده و همراه با تیغه‌های گرداب‌شکن با استفاده از جریان عبوری از نرم‌افزار flow-3d به میزان تاثیر تعداد و زاویه این تیغه‌ها بر روی هیدرولیک سرریز نیلوفری پرداخته شده و نتایج حاصل از این پژوهش، با نتایج مدل فیزیکی حاصل از تحقیق حاجی‌پور، 1393 مقایسه شده است. نتایج نشان داد که با افزایش تعداد تیغه‌ها بر روی تاج سرریز، ضریب دبی افزایش یافته است و این خود، باعث بالا رفتن کارایی سرریز می‌گردد. همچنین مشاهده شد که در بین 5 زاویه مورد آزمایش گرداب شکن با زاویه 50 درجه، دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر زوایا می‌باشد. بنابراین هر چه تیغه‌های گردابشکن تیزتر باشند، نتیجه بهتری خواهند داد.

numerical study of the effect of number factor and angle of vortex breaker blades on the performance of morning glory spillway

construction of morning glory spillway in earthen dams is preferred separately from the dam body, which reduces the risk of scouring and saturation of the downstream shell of the dam. since at the input of this type of spillway, the flow is formed in a vortex. thevortex lengthens the path of the flow lines and as a result reduces the flow rate and the spillway rate, therefore the flow rate of this type of spillway is lower than the overflows that operate freely. vortex-currents occur due to changes in flow direction, viscosity andsurface tension. the presence of this type of flow has a negative impact on the performance of structures such as the morning glory spillway. investigation of this type of flow in this type of overflow is important because its negative effects on the performance of the morning glory spillway may cause irreparable damage. one of the methods that can be effective for vortex control is the use of vortex breaker blades, which will have a great impact on increasing the flow rate and flow rate. in this research, the modeling of the lotus overflow is simple and together with the vortex breaker blades, using the current passing through flow-3d software, the effect of the number and angle of these blades on the hydraulics of the morning glory spillway is investigated. the results showed that with increasing the number of blades on the spillway crown, the discharge coefficient has increased and this in turn increases the spillway efficiency. it was also observed that among the 5 angles tested, the vortex breaker with a 40-degree angle has better performance thanother angles. therefore, the sharper the vortex blades, the better the results.