تأثیر بلوک‌های مثلثی زیگزاگی بر مشخصات پرش هیدرولیکی و اتلاف انرژی در حوضچه آرامش مستطیلی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

2 دانشجوی فارغ التحصیل گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

3 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده مهندسی کشاورزی، دانشگاه فسا.

چکیده

این پژوهش به بررسی تأثیر نصب بلوک‌های مثلثی قائم‌الزاویه با آرایش زیگزاگی بر مشخصات پرش هیدرولیکی در یک کانال مستطیلی پرداخته است. آزمایش‌ها در یک فلوم آزمایشگاهی با ابعاد ۶ متر طول، 5/0 متر عرض و 6/0 متر ارتفاع، مجهز به سیستم جریان چرخشی و دریچه کشویی برای ایجاد جریان فوق‌بحرانی انجام شد. بلوک‌های پلکسی‌گلاس با طول‌های 5/4، ۵/۵ و ۶ سانتی‌متر، ارتفاع‌ ۲ سانتی‌متر، و زوایای نصب ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درجه نسبت به محور کانال، در سه ردیف با فاصله ۱۰ سانتی‌متر طراحی گردیدند. عمق اولیه و ثانویه، طول پرش و اتلاف انرژی با عمق‌سنج نقطه‌ای و دبی‌سنج اولتراسونیک اندازه‌گیری شدند. نتایج نسبت به بستر صاف نشان داد که تراکم بلوک‌ها (۱۰، 2/12 و 3/13 درصد) به‌طور معناداری طول پرش و عمق ثانویه را کاهش و اتلاف انرژی را افزایش می‌دهد. آرایش بهینه بلوک‌ها با تراکم 2/12 درصد (طول ۵/5 سانتی‌متر و زاویه نصب ۴۵ درجه) شناسایی شد که منجر به کاهش حداکثر ۷/۲۴ درصدی عمق ثانویه، ۵/۲۴ درصدی طول پرش و افزایش راندمان اتلاف انرژی نسبی به 4/13 درصد گردید. این یافته‌ها، کاربرد بلوک‌های مثلثی زیگزاگی با تراکم بهینه را به‌عنوان راهکاری مؤثر در بهینه‌سازی هزینه‌ها و افزایش کارایی هیدرولیکی حوضچه آرامش تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Abbaspour A, Dalir AH, Farsadizadeh D, and Sadraddini AA, 2009. Effect of sinusoidal corrugated bed on hydraulic jump characteristics. Journal of Hydro-Environment Research, 3(2), 109-117, https://doi.org/10.1016/j.jher.2009.05.003.
  • Asadi, E., Mohammadzadeh, S., Mirzaei, N., & Seyedzadeh, A. (2025). Hydraulic characteristics of a trapezoidal stilling basin with triangular blocks. ISH Journal of Hydraulic Engineering. 31(2), 173-187. https://doi.org/10.1080/09715010.2025.2456793
  • Bestawy A, Hazar H, Ozturk U, and Roy T, 2013. New shapes of baffle piers used in stilling basins as energy dissipators. Asian Transactions on Engineering (ATE), 3(1), 1-7.
  • Ead SA and Rajaratnam N, 2002. Hydraulic jump on corrugated bed. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 128(7), 656-663, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2002)128:7.
  • Eshkou Z, Dehghani AA, and Ahmad A, 2018. Forced hydraulic jump in a diverging stilling basin using angled baffle blocks. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 144(8), 06018004, https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001328.
  • Habibzadeh A, Loewen M, and Rajaratnam N, 2012. Performance of baffle blocks in submerged hydraulic jumps. Journal of Hydraulic Engineering, 138(10), 902-908, https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000587.
  • Hussein HH, 2017. Evaluation the hydraulic performance of W shape baffles in stilling basins. 3rd International Engineering Conference on Developments in Civil and Computer Engineering. Northern Technical University. Iraq, 1-10, https://doi.org/10.23918/iec2017.01.
  • Mohamed Ali HS, 1991. Effect of roughened-bed stilling basin on length of rectangular hydraulic jump. Journal of Hydraulic Engineering, 117(1), 83-93, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1991)117:1.
  • Negm AM, 2002. Optimal roughened length of prismatic stilling basins. In Proceedings of the 5th International Conference on Hydro-Science and Engineering, Poland, 1-10.
  • Nettleton PC and McCorquodale JA, 1989. Radial flow stilling basins with baffle blocks. Canadian Journal of Civil Engineering, 16(4), 489-497, https://doi.org/10.1139/l89-079.
  • Parsamehr P and Hosseinzadehdalir A, 2013. Experimental study of effect of rough bed on sequent depth ratio of hydraulic jump on adverse slope. Journal of Irrigation Sciences and Engineering (JISE), 36(1), 89-101, https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.25885952.1392.36.1.9.0 (In Persian).
  • Peterka AJ, 1958. Hydraulic design of stilling basins and energy dissipaters (No. 25). United States Department of the Interior, Bureau of Reclamation. Denver. Colorado. USA, 240 p.
  • Pillai NN and Kansal ML, 2022. Stilling basins using wedge-shaped baffle blocks. Proceedings of the 9th IAHR International Symposium on Hydraulic Structures – 9th ISHS, 24-27 October 2022, IIT Roorkee, Roorkee, India. Palermo, Ahmad, Crookston, and Erpicum Editors. Utah State University, Logan, Utah, USA, 10 pages.
  • Rajaratnam N, 1966. The hydraulic jump in sloping channels. Irrigation and Power, 32(2), 137–149.
  • Tajabadi F, Jabbari E, and Sarkardeh H, 2018. Effect of the end sill angle on the hydrodynamic parameters of a stilling basin. The European Physical Journal Plus, 133(1): 10, https://doi.org/10.1140/epjp/i2018-11837-y.
  • Tokyay ND, 2005. Effect of channel bed corrugations on hydraulic jumps. Impacts of Global Climate Change Conference, EWRI, Anchorage, Alaska, USA, 408-416, https://doi.org/10.1061/40792(173)408.
دانش آب و هیدرولیک
دوره 35، شماره 3
مهر 1404
صفحه 21-35

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار