مدل سازی آزمایشگاهی و عددی الگوی جریان در سرریزهای استوانه ای

آب و خاک

مقاله 16، دوره 24، شماره 1، فروردین 1389   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.2937

نویسندگان

کاظم اسماعیلی^{* 1}؛ بنیامین نقوی¹؛ فاطمه کوروش وحید¹؛ جعفر یزدی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²موسسه تحقیقات آب

چکیده

چکیده
سرریزها از رایج ترین وسایل اندازه‌گیری شدت جریان در مجاری روباز بوده که هنوز در بسیاری از تحقیقات مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. دلایل زیادی از جمله انحنای خطوط جریان روی سرریز، عدم توزیع هیدرواستاتیک فشار، تماس آب با جداره سرریز و موجب تفاوت شدت جریان محاسبه شده و اندازه‌گیری شده از روی سرریز می‌گردد. لذا ضریب تخلیه سرریز که نسبت دبی واقعی به دبی تئوری (محاسباتی) را نشان می‌دهد بطور معمول کمتر از واحد است. در مورد سرریزهای استوانه‌ای تغییرات فشار و سرعت در محدوده سرریز به‌گونه‌ای است که بر میزان جریان عبوری از روی آن اثر متفاوت دارد و این موضوع افزایش بیش از واحد ضریب سرریز را در پی دارد. در این تحقیق مدلهایی از سرریز استوانه‌ای مورد آزمایش قرار گرفت و تغییرات فشار و سرعت در آزمایشگاه اندازه‌گیری و سپس شرایط هیدرولیکی روی سرریز از طریق نرم افزار فلوئنت مدلسازی شد. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق خوب الگوی جریان روی سرریز اندازه گیری شده در آزمایشگاه و مدلسازی شده با فلوئنت دارد. همچنین مشاهده می‌شود که محل تشکیل عمق بحرانی قبل از تاج سرریز و جدایش جریان از روی سرریز در ناحیه انتهایی آن صورت می‌گیرد. محل جدایش بستگی به شدت جریان عبوری از روی سرریز داشته و با افزایش آن به سمت پایین دست منتقل می‌شود. برای تعیین محل تشکیل عمق بحرانی و نیز محل جدایش لایه جریان از سرریز روابط تحلیلی بدست آمد که با نتایج آزمایشگاهی هماهنگی مناسبی را نشان ‌داد.

واژه های کلیدی: سرریز استوانه ای، توزیع سرعت و فشار، جدایش تیغه ای، عمق بحرانی، فلوئنت