پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 414 |
| تعداد مقالات | 5,478 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,010,641 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,299,941 |
بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی در شیب‌شکن‌‌های قائم مجهز به صفحه مشبک قائم با واگرایی تدریجی در پایین‌دست | ||
| نشریه مهندسی عمران امیرکبیر | ||
| مقاله 7، دوره 52، شماره 12، اسفند 1399، صفحه 3059-3072 اصل مقاله (2.57 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2019.16493.6265 | ||
| نویسندگان | ||
| بهنام نایب زاده* 1؛ محمد علی لطف للهی-یقین2؛ رسول دانشفراز3 | ||
| 1دانشجوی دکترای عمران آب و سازه های هیدرولیکی ، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، ایران | ||
| 2استاد داشکده عمران - دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
| 3دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
| چکیده | ||
| در مطالعه حاضر برای افزایش راندمان استهلاک انرژی جریان، اثر توامان شیب شکن قائم، واگرایی تدریجی و صفحات مشبک قائم مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها در یک فلوم آزمایشگاهی افقی با مقطع مستطیلی، با دو ارتفاع شیب شکن قائم و در نسبت‌های واگرایی دیواره 0/5 تا 1 ،نسبت تخلخل صفحات مشبک 40 %و 50 %و محدوده عدد فرود 0/68 تا0/92 انجام گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از صفحات مشبک و واگرایی دیواره ها باعث افزایش استهلاک انرژی و کاهش عمق استخر و عمق پایین دست می‌گردد. بکارگیری دیواره واگرایی، صفحات مشبک و تاثیر استفاده همزمان از صفحات مشبک و دیواره واگرایی به ترتیب باعث افزایش 25 ،44 و 48 درصدی راندمان استهلاک انرژی می‌گردد. نسبت تخلخل صفحات مشبک تاثیر چندانی بر روی استهلاک انرژی ندارند ولی باعث کاهش عمق استخر و افزایش عمق پایین دست می‌گردد. در شرایط هیدرولیکی یکسان، با افزایش ارتفاع شیب شکن میزان استهلاک انرژی جریان در اثر شدت برخورد بیشتر جت جریان عبوری از روی شیب شکن با کف پایین دست آن افزایش و عمق استخر کاهش می‌یابد. با افزایش دبی، پرش هیدرولیکی تشکیل شده در بالادست صفحات مشبک با نسبت تخلخل 40 درصد از نوع مستغرق بوده و به بالادست حرکت می‌کند. این در حالی است که در صفحات مشبک 50 درصد پرش ایجاد شده بصورت آزاد بوده و به سمت پایین دست حرکت می‌کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| شیب شکن قائم؛ راندومان استهلاک انرژی؛ واگرایی تدریجی؛ صفحات مشبک؛ عمق استخر | ||
| موضوعات | ||
| سازه های هیدرولیکی؛ هیدرولیک | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental study of Energy Dissipation at Vertical Drops Equipped to Vertical Screen with Gradually Expanding at the Downstream | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Behnam Nayebzadeh1؛ Mohammad ali Lotfollahi-yaghin2؛ Rasoul Daneshfaraz3 | ||
| 1Civil Engineering Faculty, University of Tabriz, Tabriz, Iran | ||
| 2Professor, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran | ||
| 3Associate Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present study, the effect of vertical drop, gradually expanding and vertical screens are investigated to increase the energy dissipation efficiency of the flow. The experiments were carried out in a horizontal laboratory flume with a rectangular cross section, two vertical drop heights, and the wall expanding ratios of 0.5 to 1, the porosity ratio of the screens of 40% and 50%, and the range of Froude number of 0.86-0.92. The results showed that the use of screens and the expansion of the walls would increase energy dissipation and decrease the pool and downstream depths. The application of expanding wall, screens and the effect of simultaneous use of screens and expanding walls increases the efficiency of energy dissipation by 25, 44 and 48 percent, respectively. The porosity ratio of the screens is not much efficient in energy dissipation, but it reduces the pool depth and increases the downstream depth. Under the same hydraulic conditions, with increasing drop height, the energy dissipation rate due to the higher impact intensity of the jet passing through the drop or its downstream floor increases and the pool depth decreases. By increasing the discharge, the hydraulic jump formed in the upstream of the screens with a porosity ratio of 40% is submerged and moves upstream. However, in screens, 50% of the jump is free and moves downstream. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Vertical Drop, Energy dissipation efficiency, Gradually Expanding, Screens, Pool depth | ||
| مراجع | ||
|
[1] A. Ghaderi, M. Dasineh, S. Abbasi, Impact of vertically constricted entrance on hydraulic characteristics of vertical drop (Numerical Investigation), Journal of Hydraulics, 13(4) (2019 )121-131 (in Persian). DOI: 10.30482/jhyd.2019.82713 [2] R. Daneshfaraz, S. Sadeghfam, A. Rezazadeh Joudi, Experimental investigation on the effect of screen’s location on the flow's energy dissipation, Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 17(67) (2017.)
[3] M.W. Bakhmeteff, Hydraulics of open channels, New York and London, McGraw-Hill book company, Inc. (1932). [4] W. Rand, Flow geometry at straight drop spillways, In Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 81(9) (1955) 1-13. [5] H. Rouse, Discharge characteristics of the free overfall: Use of crest section as a control provides easy means of measuring discharge, Civil Engineering, 6(4) (1936) 257260. [6] M. A. Gill, Hydraulics of rectangular vertical drop structures, Journal of Hydraulic Research, 17(4) (1979) 289-302. [7] W. L. Moore, Energy loss at the base of a free overfall, Transactions of the American Society of Civil Engineers, 108(1) (1943) 1343-1360. [8] N. Rajaratnam, M. R. Chamani, Energy loss at drops, Journal of Hydraulic Research, 33(3) (1995) 373-384. [9] S. Wu, N. Rajaratnam, Impinging jet and surface flow regimes at drops, Journal of Hydraulic Engineering, 36(1) (1997) 69-74. [10] M. Chamani, M. K. Beirami, Flow characteristics at drops. Journal of Hydraulic Engineering, 128(8) (2002.) 788-791. [11] I.I. Esen, J.M. Alhumoud, K. A. Hannan, Energy loss at a drop structure with a Step at the base, Water international, 29(4) (2004.) 523-529. [12] M. R. Chamani, N. Rajaratnam, M.K. Beirami, Turbulent jet energy dissipation at vertical drops, Journal of hydraulic engineering, 134(10) (2008) 1532-1535. [13] Y.M. Hong, H.S. Huang, S. Wan, Drop characteristics of free-falling nappe for aerated straight-drop spillway, Journal of Hydraulic Research, 48(1) (2010) 125-129. [14] S.I. Liu, J.Y. Chen, Y.M. Hong, H.S. Huang, R.V. Raikar. Impact characteristics of free over-fall in pool zone with upstream bed slope, Journal of Marine Science and Technology, 22(4) (2014) 476-486. [15] S. Sadeghfam, A.A. Akhtari, R. Daneshfaraz, G. Tayfur, Experimental investigation of screens as energy dissipaters in submerged hydraulic jump, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 38(2) (2015)126-138. [16] S. Katourany, S.M. Kashefipour, Effect of the geometric characteristics of baffled and bed slopes of drop on hydraulic flow conditions in baffled apron drop, Science and Irrigation Shahid Chamran Ahwaz, 37(2) (2014.) 5159. (in Persian). [17] H. Torabi, A. Parsaie, H. Yonesi, E. Mozafari, Energy dissipation on rough stepped spillways, Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, 42(3) (2018) 325-330. [18] R. Daneshfaraz, S. Sadeghfam, A. Ghahramanzadeh, Three-dimensional numerical investigation of flow through screens as energy dissipators, Canadian Journal of Civil Engineering, 44(10) (2017) 850-859. [19] A.R. Kabiri-Samani, E. Bakhshian, M.R. Chamani, Flow characteristics of grid drop-type dissipators, Flow Measurement and Instrumentation, 54 (2017) 298-306. [20] R. Daneshfaraz, S. Sadeghfam, V. Hasanniya, Experimental investigation of energy dissipation the vertical drops equipped with a horizontal screen with the supercritical flow, Iranian Journal of Soil and Water Research, (2019) (in Persian). DOI: 10.22059/ ijswr.2019.269301.668053 [21] S. Sadeghfam, R. Daneshfaraz, R. Khatibi, O. Minaei, Experimental studies on scour of supercritical flow jets in upstream of screens and modelling scouring dimensions using artificial intelligence to combine multiple models (AIMM), Journal of Hydroinformatics, (2019). [22] W.H. Hager, Hydraulic jump in non-prismatic rectangular channels, Journal of Hydraulic Research, 23(1) (1985) 21.53 [23] D.M. Grant, B.D. Dawson, Open channel flow measurement handbook". 5th ed. ISCO Inc. 1998. [24] P. Çakir, Experimental investigation of energy dissipation through screens (Doctoral dissertation, M. Sc. thesis, Department of Civil Engineering, Middle East Technical University, Ankara, Turkey), 2003. [25] G. Balkiş, Experimental investigation of energy dissipation through Inclined Screens, (Doctoral dissertation, Middle . East Technical Univ, Ankara, Turkey), 2004. [26] H. Chanson, L. ToombesSupercritical flow at an abrupt drop: Flow patterns and aeration, Canadian Journal of Civil Engineering, 25(5) (1998) 956-966. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,705 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,891 |
||