شماره کتابشناسی ملی
شماره
۲۳۲۳۸پ
زبان اثر
زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن
per
عنوان و نام پديدآور
عنوان اصلي
بررسی آزمایشگاهی و عددی استهلاک انرژی در شیب‌شکن‌های قائم مجهز به صفحه مشبک با واگرایی تدریجی در پایین‌دست
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental and numerical investigation of Energy loss at vertical drops equipped a screen with gradually expanding at the downstream
نام نخستين پديدآور
/بهنام نایب زاده
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی عمران
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، میرزائی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۰ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
آب و سازه‌های هیدرولیکی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۰۶/۳۰
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
هدف :در کانال‌صهای آبیاری و شبکه‌صهای جمع‌صآوری فاضلاب از شیب‌صشکن برای جبران اختلاف ارتفاع کف کانال با بستر طبیعی زمین استفاده می‌صشود .سرعت جریان پس از عبور از شیب‌صشکن افزایش یافته و جریان، انرژی جنبشی زیادی خواهد داشت .این انرژی جنبشی زیاد، مخرب بوده و باعث فرسایش بستر، آبشستگی و تخریب سازه‌صهای پایین‌صدست می‌صشود .لذا با استفاده از راهکارهای مناسب بایستی انرژی جریان کاهش یافته و به تبع آن سرعت جریان نیز کاهش یابد .صفحات مشبک به عنوان یک مستهلک کننده انرژی مؤثر در رودخانه‌صها و پایین‌صدست سازه‌صهای مولد جریان فوق‌صبحرانی معرفی شده‌صاند .این صفحات به صورت عمود بر مسیر جریان قرار می‌صگیرند .گاه ممکن است برای عبور جریان با دبی زیاد نیاز به ایجاد کانال هیدرولیکی با ابعاد بزرگتر باشد، از این رو با استفاده از ایجاد واگرایی در پایین‌صدست شیب‌شکن‌صها از کانال‌های روباز با عرضی بزرگتر از عرض بالادست استفاده می‌شود .لذا در مطالعه حاضر برای افزایش استهلاک انرژی جریان اثر توأمان شیب‌صشکن قائم، واگرایی تدریجی و صفحات مشبک مورد بررسی قرار گرفت .روش‌شناسی پژوهش :این تحقیق بر پایه مطالعات آزمایشگاهی و عددی استوار است .مدل‌صهای آزمایشگاهی در فلومی به عرض ۳۰ سانتی‌متر، طول ۵ متر و ارتفاع ۴۵ سانتی‌متر با حداکثر دبی ۸۰۰ لیتر بر دقیقه نصب شده و با ۱۰ دبی مختلف، ۲ نسبت تخلخل صفحه مشبک، ۴ زاویه متفاوت برای واگرایی تدریجی و ۲ ارتفاع مختلف شیب‌شکن با شرط تأمین شرایط زیربحرانی در بالادست جریان مورد بررسی قرار گرفت .همچنین با استفاده از نرم‌افزار۳D - FLOWبعد از صحت‌صسنجی و مقایسه نتایج آن با مدل‌صهای آزمایشگاهی، با افزایش محدوده ارتفاعی شیب‌صشکن و زوایای واگرایی به بررسی جامع‌صتر موضوع پرداخته شد .یافته‌ها :با بررسی نتایج حاصل از آزمایشات بر روی شیب‌صشکن‌ص قائم با مطالعات راجاراتنام و چمنی (۱۹۹۵) و اسن و همکاران(۲۰۰۴) ، مشاهده گردید میان نتایج بدست آمده تطابق خوبی وجود دارد .واگرایی دیواره ایجاد شده‌ص در پایین‌صدست شیب‌صشکن قائم باعث تلاطم در کناره‌صهای جت و همچنین توزیع غیریکنواخت عمق در پایین‌صدست آن می‌صگردد و ضمن افزایش عمق استخر و عمق پایین‌صدست شیب‌صشکن باعث افزایش ۲۵ درصدی راندمان استهلاک انرژی جریان می‌صگردد .وجود صفحات مشبک در پایین‌صدست شیب‌صشکن قائم باعث افزایش عمق استخر، عمق پایین‌صدست و میزان استهلاک انرژی جریان می‌صگردد .بطوری‌صکه بکارگیری صفحات مشبک باعث افزایش ۴۴ درصدی راندمان استهلاک انرژی جریان می‌صگردد .بکارگیری همزمان از واگرایی دیواره و صفحات مشبک بطور متوسط باعث افزایش ۴۸ درصد راندمان استهلاک انرژی جریان وکاهش عمق استخر و عمق پایین‌صدست می‌صگردد .افزایش نسبت تخلخل صفحات مشبک در واگرایی دیواره ثابت، تأثیر کمی نسبت به هم در استهلاک انرژی داشته، ولی باعث کاهش عمق استخر و افزایش عمق پایین‌صدست می‌صگردد .در نسبت تخلخل ثابت صفحات، افزایش واگرایی دیواره باعث افزایش استهلاک انرژی و عمق استخر و کاهش عمق پایین‌صدست‌ص می‌صگردد .مشاهده گردید مدل آشفتگی RNG داده‌صهای نزدیکتری به نتایج آزمایشگاه دارد و بیشترین درصد خطای نسبی و مقدار RMSE به ترتیب ۹۹/۳ درصد و ۰۱/۰ می‌صباشد .در بخش صحت‌صسنجی حل عددی مشاهده گردید که بیشترین درصد خطای نسبی و مقدار RMSE برای مقادیر عمق استخر و مقادیر استهلاک انرژی به ترتیب به مقدار ۷۸/۳ درصد و ۰۱۸/۰ و ۹۱/۳ درصد و ۰۰۸/۰ می‌صباشد و می‌صتوان نتیجه گرفت که تطابق نسبتا خوبی بین مقادیر حل عددی و آزمایشگاهی وجود دارد .در شرایط هیدرولیکی یکسان، با افزایش ارتفاع شیب-شکن میزان استهلاک انرژی جریان در اثر شدت برخورد بیشتر جت جریان عبوری از روی شیب‌صشکن با کف پایین‌صدست آن افزایش یافته و عمق استخر کاهش می‌صیابد .نتیجه‌گیری :با توجه به نتایج و مشاهدات آزمایشگاهی و عددی تحقیق حاضر می‌صتوان نتیجه گرفت بکارگیری توأم واگرایی دیواره به همراه صفحات مشبک می‌صتواند باعث کاهش هزینه احداث حوضچه‌صهای آرامش از طریق افزایش میزان استهلاک انرژی جریان گردد
متن يادداشت
Research Aim: In irrigation canals and drainage networks, drops are used to compensate for the difference in canal section level with the natural ground bed. The flow rate is increased after passing the drop and the current will have high kinetic energy. This high kinetic energy is destructive and causes bed erosion, scouring, and destruction of downstream structures. Therefore, appropriate solutions should be adopted to reduce the energy of the current flow and consequently, reduce the flow rate. The screens have been introduced as an effective energy absorber in rivers and downstream of supercritical flow generating structures. These screens are perpendicular to the flow path. Occasionally, larger-diameter hydraulic channels may be required to pass the high-flow current, so open channels with a width greater than the upstream width may be used by expanding downstream of the drops. Therefore, the present study investigated the concurrent effects of vertical drop, gradual expanding and screens to increase the energy loss of flow. Research method: This research is based on the numerical and laboratory studies. Laboratory are mounted in a flume 30 cm wide, 5 m long, and 45 cm high with a maximum discharge of 800 l/min, and were investigated with ten different discharges, two screen porosity ratios, four different angles for gradual expansion, and two different drop heights, providing subcritical conditions upstream of the flow. Also, using FLOW-3D software, after validation and comparing its results with laboratory models, by increasing the drop height range and expansion angles, the subject was investigated more thoroughly. Findings: By examining the results of the experiments on vertical drops with the studies of Rajaratnam and Chamani (1995) and Esen, et al. (2004), it was found that the results are in good agreement. The expansion of the wall created downstream of the vertical drop causes turbulence on the jet sides as well as the uneven depth distribution downstream, while increasing the depth of the pool and the depth of the drop downstream by 25 lead to energy loss efficiency of flows. The presence of screens downstream of the vertical drop increases the depth of the pool, the downstream depth and the rate of energy loss. For example, the use of screens increases the energy loss efficiency by 44 . The concurrent application of wall and screen expansion results in, on average, 48 increase in current energy loss efficiency and a decrease in pool depth and downstream depth. Increasing the screen porosity ratio in fixed wall expansion has little effect on energy loss, but decreases pool depth and increases downstream depth. At constant porosity ratio of screens, increasing wall expansion increases energy loss and pool depth, and decreases downstream depth. It was found that the RNG turbulence model has closer data to the laboratory results, and the highest relative error rate and RMSE value are 3.99 and 0.01, respectively. In numerical model verification, it was found that the highest relative error percentage and RMSE for pool depth and energy loss values were 3.78 , 0.018, 3.91 and 0.008, respectively. It can be concluded that there is a good agreement between the numerical and laboratory values. Under the same hydraulic conditions, as the drop height increases, the energy loss rate of the stream increases due to the higher impact intensity of the jet passing through the drop with its lower hieght, and the depth of the pool decreases. Conclusion: According to the experimental and numerical results and observations of the present study, it can be concluded that the concurrent application of wall expansion and screens can reduce the cost of construction of stilling basins by increasing the rate of energy loss
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Experimental and numerical investigation of Energy loss at vertical drops equipped a screen with gradually expanding at the downstream
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )
مستند نام اشخاص تاييد نشده
نایب زاده، بهنام
مستند نام اشخاص تاييد نشده
Nayebzadeh, Behnam
دسترسی و محل الکترونیکی
يادداشت عمومي
سیاه و سفید
وضعیت فهرست نویسی
وضعیت فهرست نویسی
نمایه‌سازی قبلی
