مشخصات هیدرولیکی جریان در حوضچه‌های آرامش دایره‌ای با بلوک‌های آرام‌کننده

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 مهندسی عمران-مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.24200/j30.2024.64524.3330

چکیده

یکی از متداول‌ترین انواع سازه‌های استهلاک انرژی، حوضچه‌های آرامش هستند. حوضچه‌های آرامش دایره‌ای با توجه به ‏کاهش دبی در واحد طول قوس حوضچه در مقایسه با دیگر انواع حوضچه‌های آرامش از مشخصات هیدرولیکی بهینه‌تری برخوردار ‏هستند و در صورت اضافه کردن بلوک‌های آرام‌کننده، مشخصات هیدرولیکی این حوضچه‌ها بهبود می‌یابد. هدف از مطالعه تجربی ‏حاضر بررسی ویژگی‌های هیدرولیکی جریان درون حوضچه‌های آرامش دایره‌ای با بلوک‌های آرام‌کننده است. برای این منظور ضمن ‏بررسی فیزیک پدیده و تأثیر هر یک از پارامترهای مؤثر، به مقایسه مشخصات هیدرولیکی جریان درون حوضچه‌های آرامش دایره‌ای ‏با دیگر حوضچه‌های آرامش پرداخته شده است. ضمناً روابط تجربی برای محاسبه نسبت اعماق مزدوج پرش و افت نسبی انرژی در ‏حوضچه‌های آرامش دایره‌ای با بلوک‌های آرام‌کننده ارائه شده است. نتایج بیان‌گر کاهش حداقل 15 درصد نسبت اعماق مزدوج و ‏افزایش حداقل 10 درصد افت نسبی انرژی در مقایسه با حوضچه‌های آرامش کلاسیک در شرایط هندسی-هیدرولیکی یکسان است. ‏بر اساس نتایج تحقیق حاضر، امکان شکل‌گیری سه نوع پرش نوسانی، پایدار و قوی درون حوضچه‌های آرامش دایره‌ای وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hydraulic characteristics of flow in circular stilling basins with baffle blocks

نویسندگان [English]

  • Hamed Dashtban 1
  • Abdorreza Kabiri-Samani 2
  • Mostafa Fazeli 3
1 Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology
2 Professor, Department of Civil Engineering, Isfahan University of Technology
3 Civil Engineering - Water and Hydraulic Structures Engineering, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the most common hydraulic structures to dissipate the excess destructive flow energy is stilling basin of ‎the hydraulic jump type. Compared to the other types of stilling basins, due to the reduction of flow per unit arc ‎length, in circular stilling basins the hydraulic performance is improved, that can be more efficient if comprised a ‎number of baffle blocks on the bottom of the basin. Most of the former researches on circular hydraulic jump ‎stilling basins have focused on categorizing their types and hydraulic characteristics and recommended some ‎limited design guidelines, overlooking effectiveness of the baffle blocks inside a circular hydraulic jump. ‎Considering positive effect of the baffle blocks on improving the hydraulic characteristics of the classical and radial ‎hydraulic jumps, it is expected that compared to the typical circular basins, a circular stilling basin with baffle ‎blocks would be more efficient. Therefore, identification of the hydraulic characteristics of the circular stilling ‎basins with baffle blocks still needs further investigation. The present experimental study subjects to investigate ‎hydraulic characteristics of the circular hydraulic jump-type stilling basins with the angled baffle blocks. ‎Examining the hydraulic characteristics of the circular stilling basins with baffle blocks, empirical relationships are ‎derived for the sequent depth ratio and the relative energy loss in the circular stilling basins with baffle blocks. The ‎extracted empirical equations are evaluated, applying sensitivity and error analyses. The physics of the ‎phenomenon, effects of the prevailing dimensionless parameters, and the profile of the jump surface are also ‎discussed. Furthermore, the present results are compared with those of the other types of stilling basins. The ‎characteristics of the circular stilling basins with the baffle blocks, such as the sequent depth ratio and relative ‎energy loss increase and the relative jump length decreases compared to the classical hydraulic jump type stilling ‎basins. The present study is a starting point for investigation of the circular hydraulic jumps in a plunge pool. More ‎experimental/theoretical studies are obligatory to analyze the hydraulic characteristics of the circular hydraulic ‎jumps, changing the bottom slope, the flow discharge, and the water free-surface profile‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydraulic jump
  • circular stilling basin
  • baffle blocks
  • relative energy loss