بهینه ‏سازی ژئومتریک مدل سرریزهای پلکانی

Abstract

سرریزهای پلکانی یکی از انواع سرریزها هستند که به صورت پله‏هایی از نزدیکی تاج سرریز شروع شده و تا پاشنه پایین دست سرریز ادامه دارند. کاربرد این سرریزها امروزه بیشتر به‏دلایل تأثیر قابل ملاحظه پله‏ها در میزان استهلاک انرژی و اقتصادی بودن آن است. این سرریزها به دلیل هوادهی و پالایش آب در طول سرریز، در کشاورزی نیز کاربرد دارند. در این تحقیق، با ساخت 10مدل سرریز پلکانی، از سرریز بدون پلکان تا سرریز پلکانی با31 پله درون فلوم آزمایشگاهی، سعی گردید تا با آنالیز نتایج به‏دست آمده از آزمایشات بر روی مدل‏ها، تأثیر پارامترهای مختلف مانند عدد فرود و عدد رینولدز بر افت نسبی انرژی در مدل سرریز پلکانی به‏دست آید. به همین منظور، با آنالیز داده‏ها و مشخص شدن پارامترهای مؤثر در این رابطه از جمله:(عمق بحرانی)،(ارتفاع سرریز)،(تعداد پلکان)، (زاویه سرریز)، و هم‏چنین(به‏ترتیب ارتفاع پلکان و پیش آمدگی پلکان) و با استفاده از تکنیک بی بعد کردن پارامترها چندین کمیت مشخص شد. سپس با بررسی اثر و تجزیه و تحلیل آن‏ها، از جمله این‏که در مدل‏های مورد مطالعه بیشترین میزان افت انرژی در تعداد 15 پله رخ می‏داد، پارامترهای مؤثر در بهینه‏سازی ژئومتریک سرریزهای پلکانی که اثر هندسی و هیدرولیکی داشتند، به‏صورت ارتباط بین نسبت یا (کمیت‏های ژئومتریک) با نسبت ارایه گردید. در ادامه با در نظر گرفتن پارامترهای به‏دست آمده و خصوصیات سرریز 15 پله، معادله بهینه ژئومتریک سرریزهای پلکانی ارایه گردید.