پیش‌بینی ابعاد حفره آبشستگی پایین‌دست سرریز سیفونی تحت شرایط مستغرق

Abstract

در این تحقیق، ضمن بررسی آزمایشگاهی حفره‌ی آبشستگی در پایین‌دست مدل فیزیکی سرریز سیفونی، معادلاتی برای پیش‌بینی توسعه آبشستگی تحت شرایط مستغرق ارائه شده است. یک مدل آزمایشگاهی سرریز سیفونی همراه با سه باکت با زوایای 30، 45 و 60 درجه برای سه نوع مواد رسوبی با اندازه‌ی متوسط 1/8، 7/3 و 4/1 میلیمتر برای مطالعه‌ی روند شکل‌گیری چاله‌ی آبشستگی مورد استفاده قرار گرفتند. به ازای چهار دبی 2/39، 12/42، 12/45 و 76/49 لیتر بر ثانیه و پنج عمق پایاب 15، 20، 25، 30 و 35 سانتیمتر مشخصات هندسی چاله‌ی آبشستگی در قالب یک شبکه‌بندی 10×10 سانتیمتری برداشت گردید. به کمک تحلیل ابعادی سه پارامتر بی‌بعد برای تحلیل نتایج آزمایشگاهی استخراج شدند. از بین مشخصات حفره‌ی آبشستگی پارامترهای عمق حفره (ds)، طول حفره (Ls) و فاصله تپه‌ی پایین‌دست تا لبه باکت پرتابی (L6) مدلسازی عددی شدند. نتایج نشان داد افزایش دبی جریان منجر به افزایش و توسعه همزمان خصوصیات هندسی حفره آبشستگی می‌شود. افزایش اندازه‌ی ذرات رابطه‌ی معکوسی با سه بعد حفره نشان داد. همچنین، کاهش زاویه‌ی پرتابی باکت منجر به کاهش ds، Ls و L6 شد. بیشترین ضریب همبستگی بین عمق، طول حفره و فاصله تپه‌ی پایین‌دست تا لبه‌ی باکت به ترتیب با پارامترهای اندازه ذرات، زاویه پرتاب باکت و دبی/پایاب به دست آمد. در نهایت معادلاتی برای پیش‌بینی ابعاد فوق‌الذکر برحسب سه پارامتر بی‌بعد ارائه گردید.