مطالعه افت انرژی در سرریزهای پلکانی- زیگزاگی

ترکیب سرریز زیگزاگی با سرریز پلکانی یک ترکیب خوبی از سرریزها برای تخلیه سیلاب از مخازن سدها است. زیرا از یک‌طرف، سرریز زیگزاگی ظرفیت تخلیه سیلاب را افزایش می‌دهد و از طرف دیگر، سرریز پلکانی باعث افزایش افت انرژی در پایین‌دست سرریز می‌شود. در ادامه به ترکیب این دو سازه و تغییر ابعاد آنها برای بیشتر کردن استهلاک انرژی آب پرداخته شده است. به‌منظور بررسی آزمایشگاهی این پژوهش، از یک فلوم با قوس 90 درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با انتخاب مدل‌های زیگزاگی روی پله در سه شکل زیگزاگ، دو طول و سه عرض متفاوت زیگزاگ و پنج دبی، در مجموع 90 آزمایش انجام شد. پس از تحلیل نتایج مشخص شد که در ترکیب سرریز پلکانی با سرریز زیگزاگی از نظر شکل پله به‌ترتیب اشکال مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه‌ای، شاهد کاهش افت انرژی هستیم. سرریزهای زیگزاگی دو سیکله دارای افت انرژی بیشتری نسبت به تک‌سیکله‌ها هستند که به‌دلیل افزایش طول خزش و استهلاک است. با افزایش yc/h)) 0.02 تا 0.032 شاهد افزایش افت انرژی هستیم ولی با افزایش (yc/h) از 0.032 به 0.057 روند عوض شده و شاهد کاهش افت انرژی هستیم که این پدیده به‌دلیل استغراق پله‌ها، کاهش زبری پله‌ها و افزایش شدت ورود هوا است که در استهلاک انرژی تاثیر می‌گذارد.

The Study of Energy Loss in Stepped- Labyrinth Spillways

A lsquo;spillway rsquo; is a structure used to provide the controlled release of flood water from upstream into downstream area of a dam. As an important component of every dam, a spillway should be constructed strongly, reliably and efficiently to be used at any moment. Labyrinth and stepped spillways are presented as appropriate modifications to those spillways hardly capable of managing the maximum potential discharge. Owing to their nonlinear crests for a given width, labyrinth and stepped spillways have a larger discharge rate than linear crest spillways at an identical height. Compared to other energy dissipaters, the combination of stepped and labyrinth spillways is known as a very strong energy dissipater. In the following part, the combination of these two structures and their dimensional change for increasing the water energy dissipation are addressed. To conduct this study, an experimental flume with a 90 degree bend in the Islamic Azad University of Ahwaz was used. In total, 90 experiments were conducted on three different labyrinth shape stepped spillway models with two different lengths, three different widths, and five different discharges. Analysis of the results showed a greater energy loss reduction in triangular rather than rectangular or trapezoidal labyrinth shape stepped spillways. In addition, energy loss was greater in labyrinth spillways with two cycles than those with one cycle. Energy loss was increased by raising the Froude number from 0.05 to 0.1; in contrast, energy loss was decreased with increasing the Froude number from 0.1 to 1.0, which was due to the submergence of steps, a decrease in the roughness of steps and an increase in the intensity of aeration.