تندآب ها از جمله متداول ترین ساختمان های انتقال آب در سد ها، شبکه های آبیاری و زهکشی، آبراهه های آبرفتی و سیستم های جمع آوری، تصفیه و دفع فاضلاب می باشند. در پایین دست این سازه ها از مستهلک کننده انرژی استفاده می شود. از جمله روش های کاهش ابعاد یا حذف سازه های مستهلک کننده انرژی پایین دست به کار بردن روش هایی برای کاهش انرژی جریان بر روی تندآب ها می باشد.کاهش انرژی بر روی تندآب ها به دو روش میسر می باشد. یک روش ایجاد مانع در مسیر جریان، ایجاد آشفتگی و افت انرژی و روش دیگر تغییر شکل سازه به نحوی که آب را بدون افزایش سریع سرعت با آرامش بیشتری بر روی بستر تندآب پایین دست منتقل کند، که این تحقیق در راستای روش دوم قدم برداشته است. در این تحقیق استهلاک انرژی جریان بر روی بستر تندآب با سه شیب سرریز 30، 45 و 60 درجه وسه زاویه پله معکوس 10، 20 و 30 درجه وهمچنین برای دبی های 05/0، 09/0 و129/0 متر مربع بر ثانیه و در مجموع 27 مدل و همچنین تندآب با شیب 60 درجه و سه آستانه انتهایی 5، 10 و 15 میلی متر برای دبی های 05/0، 09/0 و 129/0 متر مربع بر ثانیه در 9 مدل بصورت عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. لازم به ذکر است جریان بر روی تندآب های مذکور با مدل CFD از طریق حل معادلات پیوستگی و مومنتم و با استفاده از مدل آشفتگی RNG k-ε و روش اختلاط به صورت دوبعدی و به همراه الگوریتم های حل همزمان معادلات فشار- سرعت PISO و SIMPLE شبیه سازی شده است. درنهایت مقایسه بین نتایج شبیه سازی شده و داده های آزمایشگاهی به عمل آمد. نتایج نشان داد استهلاک انرژی با میزان دبی رابطه عکس دارند. با افزایش زاویه پله معکوس میزان افت انرژی افزایش می یابد ولی این میزان افزایش چشمگیر نمی باشد و همچنین با افزایش ارتفاع آستانه انتهایی، میزان افت انرژی افزایش می یابد. نتایج نشان داد که تاثیر دبی بر میزان افت انرژی نسبت به تاثیر زاویه پله معکوس بیشتر است.
متن يادداشت
Abstract: chutes are among the most common water transfer buildings in dams, irrigation and drainage networks, alluvial waterways and sewage collection, treatment and disposal systems. Energy dissipators are used at the downstream of these structures. One of the methods to reduce the dimensions or eliminate downstream energy consuming structures is using different methods in order to reduce the flow energy on chutes. This process can be possible in two directions. First method includes creating a barrier in the flow path, turbulence and energy loss, and the other method is to deform the structure so that it can transfer water more smoothly at the downstream without a rapid increase in speed. This research has taken a step towards the second method. In this research, the energy dissipation of flow on a chute bed with three weir slopes of 30, 45 and 60 degrees and three reverse step angles of 10, 20 and 30 degrees, as well as for discharges of 0.05, 0.09 and 0.129 square meters per second and in a total of 27 models considering chutes with a slope of 60 degrees and three end thresholds of 5, 10 and 15 mm for discharges of 0.05, 0.09 and 0.129 square meters per second in 9 models was numerically simulated by and using software Fluent. It should be noted that the flow on the mentioned chutes with CFD model by solving continuity and momentum equations and using RNG k-ε turbulence model and two-dimensional mixing method with simultaneous solution algorithms of pressure-velocity equations PISO and SIMPLE It is simulated. Finally, a comparison was made between the simulated results and laboratory data. The results showed that the energy consumption is inversely related to the flow rate. Increasing the angle of the reverse step increases the amount of energy loss, but this amount is not significant, and also by increasing the height of the end threshold, the amount of energy loss will be increased. According to the results obtained from the simulations, the effect of flow discharge on the rate of energy loss is greater than the effect of reverse step angle.
عنوانهای گونه گون دیگر
عنوان گونه گون
Numerical study of energy dissipation on chute with reverse slope step
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )