Skip to main content
SUPERVISOR
Abdolreza Kabiri
عبدالرضا کبیری سامانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masume Sharif Gorzoddin
معصومه شریف گرزالدین

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Drop structures are the most common hydraulic structure used in irrigation systems and water distribution and wastewater collection networks. While the channel slope is less than the natural ground slope, a drop is used to decrease the elevation of the channel bottom. Drops also dissipate a significant portion of the upstream flow kinetic energy. By applying the netting dissipators over the vertical drops namely netting drop type dissipators, the head loss increases significantly. By increasing or decreasing the tail-water depth downstream of the netting dissipators, the flow characteristics amend thereby changing the flow regimes downstream of the drop. The main objective of the present study is to examine the effects of changing the tail-water depth on the flow regimes and the hydraulic characteristics of flow downstream of vertical drops equipped with the netting dissipators. Experimental investigation was performed to study the flow regimes and their limitations and the changes in the flow hydraulics due to the variation of the tail-water depth in netting drop type dissipators. Three different drop heights and eight different netting dissipators with certain grid dimensions were used. The relative critical depth Y c / h (where Y c is the critical depth and h is the vertical drop height) was considered between 0.188 and 0.42. In each series of tests, for a constant flow discharge, the tail-water depth downstream of the drop structure was changed gradually in eight steps and the flow regimes, conditions and hydraulic characteristics such as; depth and length of the pool downstream of the drop and mixing length of the turbulent flow region were measured in detail. Accordingly, the limitations of flow regimes were specified and empirical equations were obtained to estimate these limitations. Also empirical equations were presented to estimate the hydraulic characteristics of flow inside the pool of a vertical drop equipped with netting dissipators. Overall, results indicate that changing the tail-water depth downstream of the netting drop type dissipator tends to generation of two main flow regimes namely bubbly impinging jet flow regime and surface flow regime. However the surface flow regime itself divides into three sub-regimes including bubbly flow regime, surface wave flow regime and surface jet flow regime. Furthermore, increasing the tail-water depth results in increasing the pool depth, whereas, the pool length and the length of the turbulent mixing flow region decrease significantly. Keyword: Flow regime, Hydraulic parameters, Netting dissipator, Tail-water, Vertical drop.
سازه های شیب شکن معمولاً برای کنترل جریان و استهلاک انرژی در کانال هایی که شیب بستر آنها از شیب طبیعی زمین بیشتر است، مورد استفاده قرار می گیرند. این سازه ها به سبب سادگی ساخت و بهره برداری از جمله رایج ترین ساختمان های آبی برای کاهش انرژی جریان در شبکه های آبیاری، آبراهه های فرسایش پذیر و سیستم های جمع آوری و تصفیه آب و فاضلاب هستند. از آنجا که یکی از مهم ترین اهداف احداث شیب شکن ها استهلاک انرژی جنبشی مخرب جریان حین عبور از روی شیب شکن است، لذا ارائه ی راهکارهای مناسب مانند استفاده از سازه های استهلاک انرژی نظیر مستهلک کننده های شبکه ای می تواند در راستای تحقق این هدف مؤثر باشد. تغییرات عمق پایاب در پایین دست شیب شکن های قائم سبب بروز تغییراتی در هیدرولیک جریان و شکل گیری رژیم هایی در پایین دست شیب شکن می شود. در مطالعه ی حاضر به بررسی تأثیر تغییر عمق پایاب بر شکل گیری رژیم های مختلف جریان و مشخصات هیدرولیکی جریان و پارامترهای هیدرولیکی در پایین دست شیب شکن در حضور سازه ی مستهلک کننده ی انرژی از نوع شبکه ای که توسط محققین پیشین پیشنهاد شده است، پرداخته می شود. بدین منظور مطالعاتی آزمایشگاهی برای بررسی رژیم های جریان و محدوده ی وقوع آنها و هم چنین بررسی تغییرات پارامترهای هیدرولیکی شیب شکن در حضور سازه ی مستهلک کننده ی انرژی شبکه ای، صورت گرفته است. آزمایش ها بر روی سه شیب شکن قائم با هشت مستهلک کننده ی شبکه ای با ابعاد شبکه های متفاوت به ازای هفت دبی مختلف و در محدوده ی عمق بحرانی به ارتفاع شیب شکن ( Y c /p ) برابر با 188/0 تا 42/0 انجام شده اند. در هر سری از آزمایش ها به ازای دبی ثابت، عمق آب در پایین دست شیب شکن مجهز به مستهلک کننده به آرامی و در هشت مرحله افزایش داده شده و وقوع رژیم های جریان و هرگونه تغییری در وضعیت جریان و پارامترهای هیدرولیکی شیب شکن مجهز به مستهلک کننده نظیر عمق و طول استخر ایجادشده در پای شیب شکن و طول اختلاط ناحیه ی آشفته بررسی و تمامی مشاهدات و برداشت ها به ازای کاهش تدریجی عمق پایاب نیز تکرار شده است. با استفاده از نتایج به دست آمده از آزمایشات انواع رژیم های جریان در شیب شکن مجهز به مستهلک کننده و محدوده ی تغییرات این رژیم ها مشخص شده و به ارایه ی روابطی تجربی برای تخمین محدوده ی وقوع این رژیم ها پرداخته شده است. سپس پارامترهای هیدرولیکی شیب شکن مجهز به مستهلک کننده بررسی و روابطی تجربی برای تخمین تغییرات این پارامترها با تغییرات عمق پایاب ارایه شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که تغییر عمق پایاب در پایین دست شیب شکن مجهز به مستهلک کننده شبکه ای باعث وقوع دو رژیم اصلی جت های سقوطی حباب دار و رژیم جریان های سطحی می شود که رژیم جریان های سطحی خود شامل سه زیر رژیم ناحیه ی حبابی، رژیم موج سطحی و رژیم جت سطحی است. تغییر رژیم جت های سقوطی حباب دار به رژیم جریان های سطحی و بالعکس به ازای افزایش و کاهش عمق پایاب روندی تناوبی دارد و محدوده ی تغییرات رژیم های جریان توسط دو منحنی مجزا تعریف می شوند. هم چنین افزایش عمق پایاب سبب افزایش عمق استخر تشکیل شده در پای شیب شکن، کاهش طول استخر و کاهش طول اختلاط ناحیه ی آشفته در شیب شکن مجهز به مستهلک کننده می شود. کلمات کلیدی: شیب شکن قائم، مستهلک کننده ی شبکه ای، عمق پایاب، رژیم جریان، مشخصات هیدرولیکی شیب شکن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی