مطالعه رفتار دینامیکی جت قائم برخوردی در حوضچه استغراق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 1-استادیار گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

2 -دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

3 -استادیار گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

چکیده

در این تحقیق با استفاده از مدل آزمایشگاهی، به بررسی اثر رفتار دینامیکی جت قائم برخوردی بر عمق‌های آبشستگی دینامیکی و استاتیکی در بستر حوضچه استغراق پرداخته شده است. آزمایش‌ها با تغییر در دانه‌‌بندی رسوب و رقوم نصب جت انجام شده است. سناریوهای اصلی با تثبیت ارتفاع نصب نازل در رقوم 24، 5/35 و 44 سانتی‌متر نسبت به سطح بستر آبرفتی شکل گرفته است. سناریوهای فرعی با تغییردر دانه­بندی بستر آبرفتی با قطر متوسط 06/4، 14/7 و 73/8 میلی‌متر و سرعت خروجی جریان در محدوده 04/2 الی 36/10 متر بر ثانیه نسبت به بررسی شرایط هیدرولیکی جریان تدوین گردیدند. سپس الگو‌های رفتاری مختلف چاله آبشستگی، بر اساس فرم چاله و ضریب فشاری جت طبقه‌بندی شد. نتایج به‌دست آمده علاوه بر معرفی طبقه‌‌بندی نوینی در فرم چاله آبشستگی تحت شرایط دینامیکی، منجر به معرفی معادله‌ای جهت تعیین تفاضل عمق‌های بدون بعد دینامیکی و استاتیکی (dd-ds)/hjگردید. ضریب همبستگی رابطه تعریف شده 72/0 و ریشه میانگین مربعات خطای آن 096/0 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of the Vertical Impinging Jet's Dynamic Behavior in Plunge Pool

نویسندگان [English]

  • B Lashkar-Ara 1
  • I Dehghani 2
  • M Zakermoshfegh 3
چکیده [English]

Abstract
The effect of dynamic vertical impinging jet on the static and dynamic scour depth is investigated in plunge pool bed, concerning the laboratory model. Experiments are conducted by changing jet installation height and a variety of grain size distribution. The basic scenarios are implemented with different nozzle elevation i.e. 24, 35.5, and 44 cm from the surface of alluvial bed. Then, the sub scenarios are developed by changing the grain size of alluvial bed with average diameters of 4.06, 7.14, and 8.73 mm and the output velocity of flow, with a variation range of 2.04 to 10.36 m s-1. Toward this end, concerning laboratory observations, various types of scour hole are classified based on the formation of the hole and the pressure factor of the jet. The results in adition to present an innovative classification of dynamic scour holes led to introduce an equation for estimating the relative difference of dynamic and static scour depths. A non-dimensional equation was presented as a simple and precise equation which would be recommended for estimation of the relative difference of dynamic and static scour depths (dd-ds)/hj. The relation had the correlation coefficient and root mean square error values of 0.72 and 0.096, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Dynamic depth
  • Hole shape
  • Impinging jet
  • Plunge pool
  • Scour

مراجع

 
Aderibigbe OO and Rajaratnam N, 1996. Erosion of loose beds by submerged circular impinging vertical turbulent jets. J Hydraul Res 34(1): 19-33.
Ansari SA, 1999. Influence of cohesion on local scour. Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, IIT Roorkee.
Ansari SA, Kothyari UC and Ranga Raju KG, 2003. Influence of cohesion on scour under submerged circular vertical jet. J Hydraul Eng, ASCE 129(12): 1014–1019.
Blaisdell FW and Anderson CL, 1988. A comprehensive generalized study of scour at cantilevered pipe outlets. J. Hydraul. Res. 26(4): 357-376.
Doddiah D, Albertson ML and Thomas R, 1953. Scour from jets. Pp. 161-169, Proc 5th Int Association for Hydraulic Research Congress, IAHR, 1-4 September, Minneapolis, USA.
Donoghue TO, Trajkovic B, and Piggins J, 2001. Sand bed response to submerged water jet. Proc Eleventh Int. Offshore and Polar Engineering Conference, 17-22 June, Stavanger, Norvey.
Kobus H, Leister P, and Westrich B, 1979. Flow field and scouring effects of steady and pulsating jets on a movable bed. J Hydraul Res 17(2): 175–192.
Lim SY, 1995. Scour below un-submerged full flowing culvert outlets. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, London, 112(2): 136-149.
Mazurek KA and Hossain T, 2007. Scour by jets in cohesionless and cohesive soils. Can J Civil Eng, 34(6): 744–751.
Moore WL and Masch FD, 1962. Experiments on the scour resistance of cohesive sediments. J Geophys Res, 67(4):1437–1446.
Poreh M and Hefez E, 1967. Initial scour and sediment motion due to an impinging jet. 11-14 September, Proc 12th IAHR Cong., Fort Collins, Colorado, USA.
Rajaratnam N and Beltaos S, 1977. Erosion by impinging circular turbulent jets. J Hydraul Div, ASCE, 103(10): 1191–1205.
Rajaratnam N, 1982. Erosion by submerged circular jets. J. Hydraul. Div., ASCE, 108(HY2): 262–267.
Raudikivi AJ, 1992. Loose Boundary Hydraulics. Chap. 9, 3rd ed., Pergamon Press, New York.
Rajaratnam N and Mazurek KA, 2003. Erosion of sand by circular impinging water jets with small tail water. J Hydraul Eng, ASCE, 129(3): 225–229.
Rajaratnam N and Mazurek KA, 2005. Impingement of circular turbulent jets on rough boundaries. J Hydraul Res, IAHR, 43 (6): 688–694.
Rouse H, 1939. Criteria for similarity in the transportation of sediment. Bulletin 20, University of Iowa, Iowa, USA, pp 33-49.
Sharma KVN, 1967. Study of scour phenomenon and its functional form. PhD Thesis, Indian Institute of Science, Banglore, India.
Westrich B and Kobus H, 1973. Erosion of a uniform sand bed by continuous and pulsating jets. Pp A13(1-8). Proc 15th IAHR Congress, Istanbul, Turkey
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار