بررسی آزمایشگاهی اثر هوادهی به جت های قائم بر ابعاد حفره آبشستگی

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 5، دوره 27، شماره 1، اسفند 1394، صفحه 67-76   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v27i1.30886

نویسندگان

بابک لشکرآرا^{* 1}؛ علی لشکرآرا²؛ منوچهر فتحی مقدم³

¹دانشگاه صنعتی جندی شاپور/گروه عمران

²دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران و کارشناس شرکت مهندسین مشاور سامان آبراه، اهواز، ایران

³دانشگاه شهید چمران اهواز دانشکده مهندسی علوم آب

چکیده

عموماً مطالعات پیرامون آبشستگی توسط مدل‌‌های فیزیکی انجام می‌‌شود. تحقیقات نشان داده‌است که میزان هوای ورودی به جت خروجی از سرریزها در مدل کمتر از اصل است. لذا تأثیر هوادهی بر حفره‌ی آبشستگی نیازمند مطالعه می‌‌باشد. در این مقاله به بررسی آزمایشگاهی تأثیر پارامترهایی نظیر میزان اختلاط هوا و عمق‌ پایاب بر ابعاد حفره‌ی آبشستگی ناشی از جت‌‌های قائم مستغرق پرداخته شده است.حفره‌ی آبشستگی که تحت شرایط هوادهی و بدون‌هوادهی ایجاد شده، تحت شرایط هیدرولیکی یکسان از قبیل سرعت جت و عمق پایاب مورد مقایسه قرار گرفته است. پروفیل حفره‌ی آبشستگی تحت شرایط یکسان قطر ذرات مصالح بستر و عمق پایاب اساساً به عمق آبشستگی وابسته است. تحقیق حاضر نشان داد که غلظت هوا در میزان ابعاد حفره آبشستگی مؤثر است و عمق آبشستگی را کاهش می‌دهد. از بررسی روند تغییرات حداکثر عمق و طول نسبی آبشستگی و در مقابل عدد فرود پایاب ناشی از جت‌‌های قائم پیش هوادهی‌شده در حوضچه‌ی استغراق ملاحظه گردید که با افزایش غلظت هوای وارد به جت، میزان حداکثر عمق و طول نسبی حفره‌ی آبشستگی کاهش می‌‌یابد. این میزان تغییرات در ابعاد حفره‌ی آبشستگی دارای آستانه‌ی حدی می‌‌باشد. بررسی نتایج نشان می‌‌دهد که به‌ازا‌ی اعداد فرود پایاب بزرگ‌تر از 78/8 ، در صورتی‌که میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک‌تر از 25/3 درصد باشد، تأثیری بر میزان حداکثر عمق نسبی حفره‌ی آبشستگی مشاهده نمی‌‌گردد. هم‌چنین به‌ازای عدد فرود پایاب بزرگ‌تر از 45/8 ، چنانچه میزان غلظت هوای وارد به جت کوچک‌تر از 25/3 درصد باشد اثری بر حداکثر طول نسبی حفره‌ی آبشستگی مشاهده نمی‌‌گردد.

کلیدواژه‌ها

جت پیش هوادهی؛ نازل؛ عمق تعادل؛ پارامتر فرسایش

سایر فایل های مرتبط با مقاله

5-5laskarara.pdf

مراجع

1. Mason, P.J. "Effect of air entrainment on plunge Pool Scour.", Journal of Hydraulic Engineering., ASCE, Vol 115, No. 3, pp. 385-399. (1989).

2. Ervine, D. A. "The entrainment of air in water." Institute of Water Power and Dam Construction., 28(12), 27-30. (1976).

3. Bin, A. K. "Air entrainment by plunging liquid jets." presented at the Sept. 3-6, IAHR Symposium on Scale Effects in Modelling Hydraulic Structures, held at Esslingen, Germany.(1984).

4. Van de Sande, E. "Air entrainment by plunging water jets," thesis presented to the Technische Hogeschool, at Delft, The Netherlands, in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy, (1981).

5. Bohrer, J.G., Abt, S.R., and Wittler, R. J., "Prediction plunge pool velocity decay of free falling rectangular jet." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 124, No.10, Pp: 1043-1048. (1998).

6. Canepa, S. and Hager, W.H. "Effect of jet air content on plunge pool scour." Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 129. No. 5. Pp: 358-365. (2003).

7. Xu, W., Deng, J., Qu, J., Liu, S., and Wang, W., "Experimental Investigation on Influence of Aeration on Plane Jet Scour." Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 130, No. 2, February 1, 2004. ©ASCE, ISSN 0733-9429/2004/2- 160–164. (2004).

8. ارمغانی، ا.، "بررسی آزمایشگاهی اثر جت پیش هوادهی شده بر عمق آبشستگی حوضچه استغراق." پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول (1392).

9. Rahrneyer, W. "The effect of aeration on scour." Proceedings of 1990 American Society of Civil Engineers National Hydraulic Engineering Conference, ASCE, New York, 531–536. (1990).

10. Aderibigbe, O.O., and Rajaratnam, N. "Erosion of loose beds by submerged circular impinging vertical turbulent jets." Journal of Hydraulic Research, 34(1), 19–33., (1996).