اثر عمق پایاب بر تشکیل حفره آبشستگی در پایین‌دست جت افقی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشجوی دکتری و دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی،گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در این مقاله، نتایج حاصل از مطالعه آزمایشگاهی تاثیر عمق پایاب بر آبشستگی موضعی پایین‌دست جهش هیدرولیکی ارایه شده است. در مجموع 53 آزمایش با زمان اجرای 12 ساعت، در دامنه اعماق پایاب مختلف 5/32-2/14 سانتی‌متر و به ازای 5 عدد فرود ذره متفاوت انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که عمق پایاب یک پارامتر بسیار تأثیرگذار در میزان آبشستگی است و چگونگی تاثیر آن به عدد فرود ذره و میزان استغراق بستگی دارد، به گونه‌ای که یک فاکتور استغراق بحرانی وجود دارد که در آن حداقل عمق آبشستگی رخ می‌دهد.  بر این اساس و در دامنه آزمایش‌های این تحقیق، رابطه‌ای برای تعیین این مقدار بحرانی بر حسب عدد فرود ذره ارائه شده است. نتایج بدست آمده با تحقیقات پیشین مقایسه و مشخص شد که با کاهش طول کف بند، تاثیر عمق پایاب بیشتر می‌شود. همچنین نمودارهای بدون بعدی برای تعیین میزان آبشستگی در شرایط عمق پایاب و اعداد فرود ذره مختلف ارائه شد. در نهایت مشاهده شد که از میان پارامترهای مشخصه حفره آبشستگی، تأثیرپذیری حداکثر عمق آبشستگی و ارتفاع تل ماسه از عمق پایاب نسبت به گسترش طولی حفره بیشتر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of tailwater depth on local scour downstream of horizontal jets

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hosain Omid 1
  • Hossein Hamidifar 2
  • Mohsen Nasr Abadi 2
1 Associate professor, Department of Irrigation and Reclamation Eng., University of Tehran, Karaj, Iran
2 Ph.D. Student, Water Structure, Department of Irrigation and Reclamation Eng., Tehran University, Karaj, Iran
چکیده [English]

   In this paper the results of an experimental study on the effect of tailwater depth on the mechanism of scouring downstream of hydraulic jumps is presented. Totally, 53 tests with 12 hours run time were carried out under various tailwater depths ranging from 14.2 to 32.5 cm for 5 different densimetric Froude numbers. The results show that the tailwater depth has a significant role in the scouring process and its effect depends on the magnitude of densimetric Froude numbers. For high values of the Froude number, there is a critical submergence value, where the minimum depth of the scour hole is occurred. An empirical equation is proposed to determine this critical submergence factor. Considering the mechanism of a submerged jet issuing from a sluice gate opening and passing a sudden step, a new approach is proposed to justify the presence of critical submergence factor. Comparing the present results with those of previous studies shows that the length of apron is also an important factor in the scouring process. Non-dimensional graphs are presented to determine the magnitude of scour depth for different tailwater depth and Froude numbers. Finally, it was found that the maximum scour depth and the dune height are more impressible to the variations of the tailwater depth than scour hole length.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Local scour
  • Tailwater depth
  • Hydraulic jump
  • Critical Submergence factor