بررسی عمق مزدوج پرش هیدرولیکی تحت تاثیر اجزای زبر کف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در تحقیق حاضر اثر اجزای زبر با شکل­های مختلف بر تنش برشی بستر و عمق مزدوج پرش هیدرولیکی در کانال­های مستطیلی افقی بررسی شده است. آزمایش­ها در فلومی به طول 5/7 متر و عرض 3/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. برای این منظور اجزای زبر منشوری با مقاطع مختلف مستطیلی، مثلثی، دایره‌ای ، لوزی و شش‌ضلعی  بررسی شد. در این تحقیق، اجزای زبر بر روی کف فلوم در پایین دست سرریز اوجی به­نحوی قرار داده شد که سطح فوقانی آنها در زیر جت ورودی آب قرار گرفت.  عدد فرود جریان ورودی در محدودة 5/4 الی 0/12 بود. پروفیل سطح آب، طول غلتان و طول پرش  هیدرولیکی در هر آزمایش و هم­چنین سرعت جریان طولی و عمقی در تعدادی از آزمایش­ها اندازه­گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد که عمق مزدوج به دلیل وجود اجزای زبر کاهش می‌یابد. میزان این کاهش بستگی به عدد فرود و شکل اجزای زبر  دارد. بیشترین کاهش عمق مزدوج مربوط به وجود اجزای زبر مثلثی شکل بود. در این تحقیق روابطی برای تعیین عمق مزدوج پرش هیدرولیکی و ضریب نیروی برشی بستر بر اساس عدد فرود در مورد اجزای زبر ارائه شده است. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Roughness Shape on the Sequent Depth Ratio of Hydraulic Jump

نویسندگان [English]

  • M Shafai Bejestan
  • K Nici
چکیده [English]

In this study, the effect of shape of roughness elements on the bed shear stress and sequent depth of hydraulic jump have been investigated. Experiments are conducted in a rectangular flume 0f 7.5 m long and 0.3 m wide in the hydraulic laboratory of ShahidChamranUniversity, Ahwaz, Iran. For the purpose of this study, prismatic roughness elements with different shapes: rectangular, triangular, circular, lozenge and hexangular were tested. The roughened elements are glued on the bed of flume downstream of ogee spillway in such a way that the incoming water jet is just above the element surface. The incoming Froude number was in the range of 4.5 to 12. During each tests the water surface profile, the roller length and the jump length were measured. In few tests the longitudes and vertical flow velocity were measured. The results indicated that the presence of rough elements can reduce the sequent depth ratio.  The amount of reduction would depend on the Froude number and the roughness shape. The triangular element can produce lesser sequent depth ratio.  Relations have been presented in this study for the sequent depth of hydraulic jump and shear force coefficient of bed as a function of the Froude number for each roughness shape.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic jump
  • Roughness elements
  • Sequent depth
  • Stilling basin
Alhamid AA, 1994. Effective roughness on horizontal rectangular stilling basins. Transaction on Ecology and the Environment, Vol. 8
Carolo FG, Ferro V and Pam Palone V,  2007. Hydraulic Jumps on rough beds. J of Hydraulic Engrg ASCE 133 (9): 989-999.
Ead SA, Rajaratnam N and Katopodis C, 2000. Turbulent open-channel flow in circular corrugate culverts". J of Hydraulic Engrg ASCE 126 (10): 750-757.
Ead SA and Rajaratnam N, 2002. Hydraulic jumps on corrugated beds. J of Hydraulic Engrg ASCE, 128 (7): 656-663.
Hager WH, 1992. Energy dissipaters and hydraulic jump. Kluwer Academic, Dordrecht, Netherland.
Izadjoo F and Shafai-Bejostan M, 2007. Corrugated bed hydraulic jump stilling basin. J of Applied Sciences 7(8): 1164-1169.
Mohamed Ali HS, 1991. Effect of roughened bed stilling basin on length of rectangular hydraulic Jump J of hydraulic Engrg ASCE 117 (1): 83-93.
Peterka AJ, 1958. Hydraulic design of stilling basins and energy dissipaters. Engineering Monograph No. 25, USBR, Denver, Colorado, USA.
Rajaratnam N, 1967. Hydraulic jumps. Advances in Hydro Science, 4: 197-280.
Rajaratnam N, 1968. Hydraulic Jump on rough bed. Transaction of the  Engineering Institute of Canada, 11 (A-2): 1-8