بررسی آزمایشگاهی تأثیر هندسه آستانه بر پدیده هیسترزیس جریان با رژیم فوق بحرانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران-دانشکده فنی و مهندسی- دانشگاه مراغه، مراغه، آذربایجان شرقی، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

چکیده

پژوهش حاضر، برای نخستین بار رفتار هیسترتیک جریان فوق‌بحرانی را که به‌دلیل دو رفتار متفاوت جریان در شرایط هیدرولیکی یکسان اتفاق می‌افتد، را به‌صورت آزمایشگاهی و تحلیلی مورد بررسی قرار داده است. به همین منظور، از سه آستانه با هندسه‌های استوانه‌ای، مکعب مستطیلی و هرمی شکل بهره گرفته شده است. محدوده دبی های بکاررفته در محدوده 0/0041 تا 0/01 مترمکعب بر ثانیه می باشد. دبی بصورت افزایشی در جریان اولیه و سپس بصورت کاهشی در جریان ثانویه وارد فلوم آزمایشگاهی می گردد. رژیم‌های احتمالی جریان در نزدیکی آستانه براساس اعماق نسبی در پایین‌دست دریچه‌کشویی و در دو مقطع 1 و 2 بصورت تابعی از عدد فرود عبوری از زیر دریچه طبقه بندی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی جریان و سپس کاهش آن، در برخی از دبی ها دو رفتار متفاوت از جریان در شرایط یکسان هیدرولیکی دیده می شود. همچنین نتایج نشان داد مقادیر اعماق نسبی y1/y0، y2/y0 و اعداد فرود مقاطع 1 و 2 به مقدار زیادی افزایش یافته است در حالی که راندمان پرش هیدرولیکی برای پارامتر استهلاک انرژی نسبی در آستانه مکعبی بیشتر از سایر آستانه ها می باشد. بطوریکه در جریان اولیه میزان این اعماق بیانگر رژیم زیربحرانی و در جریان ثانویه با تشکیل پدیده هیسترزیس در برخی از دبی ها بیانگر رژیم فوق بحرانی می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study of the effect of different sill geometry on hysteretic behavior of supercritical regime

نویسندگان [English]

  • Rasoul Daneshfaraz 1
  • Ehsan Aminvash 2
  • Parisa Ebadzadeh 3
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, East Azarbaijan, iran.
2 M.sc graduate, Department of civil engineering, Faculty of engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran
3 M.sc student, Department of civil engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran
چکیده [English]

The present study investigates for the first time the hysteretic behavior of a supercritical flow that can occur in a channel near additional structures such as a sill in an experimentally. For this purpose, three sills with cylindrical, rectangular cubic, and pyramidal geometries have been used. In this study the discharges used are in the range of 250 to 600 liters per minute. First the discharge enters the laboratory flume increasingly in the primary flow and then decreasingly in the secondary flow. Possible flow regimes near the sill are classified based on the relative depths in sections 1 and 2 as a function of the Froude number under the gate. The results showed that by increasing the flow discharge and then decreasing it, in the same discharges, two different flow behaviors are observed in the same laboratory conditions. The results also showed that the relative depth values of y1/y0, y2/y0, and the Froude numbers of sections 1 and 2 were greatly increased, while the hydraulic jump efficiency for the relative energy dissipation parameter at the rectangular cubic sill was higher than the other sills. The efficiency of hydraulic jump at the rectangular cube sill is higher than other sills, which is a relative increase of 72%. So that in the primary flow, the amount of these depths indicates the subcritical regime and in the secondary stream, with the formation of the phenomenon of hysteresis in some discharges, it indicates the supercritical regime.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hysteretic behavior
  • possible flow regimes
  • sill
  • relative flow depth
  • hydraulic jump

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 24 مهر 1401
  • تاریخ دریافت: 05 اسفند 1400
  • تاریخ بازنگری: 08 مهر 1401
  • تاریخ پذیرش: 24 مهر 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 24 مهر 1401