بررسی پارامترهای جریان عبوری در سرریز شوت با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D

Abstract

در پژوهش حاضر مشخصه‌های هیدرولیکی جریان از جمله سرعت، فشار جریان و اندیس کاویتاسیون در دبی‌های مختلف ورودی با استفاده از نرم‌افزار FLOW-3D بررسی شده است. نتایج نشان داد که با عبور جریان از روی سرریز اوجی سرعت در مسیر جریان افزایش یافته و در قسمت شوت این افزایش با شیب ملایمی به روند خود ادامه می‌دهد. به‌دلیل شیب تند قسمت تندآب، حداکثر مقدار سرعت جریان در این قسمت رخ داده و نهایتاً با ورود به قسمت حوضچه آرامش انرژی دینامیکی جریان مستهلک و به انرژی پتانسیل تبدیل می‏شود. مقادیر فشار جریان در راستای طولی سرریز نشان داد که مقدار این پارامتر با حرکت از بالادست به پائین‌دست به‏دلیل افزایش سرعت جریان، کاهش می‌یابد و بیشترین کاهش در قسمت انتهایی تندآب رخ می‌دهد. بیشترین مقدار سرعت جریان به‌ازای دبی‌های ورودی 300 (دبی مینیمم طراحی)، 830 (دبی سیلاب 10000) و 2270 (حداکثر دبی محتمل) مترمکعب بر ثانیه برابر با 25/34، 80/41 و 90/44 متر بر ثانیه بوده که در قسمت انتهایی تندآب به دست آمد. همچنین کمترین مقدار فشار جریان به‌ازای دبی‌های مذکور به‌ترتیب برابر 23/1، 52/1 و 9/5- کیلو پاسکال به‌دست آمد. بررسی اندیس کاویتاسیون بر روی کف مجرا نشان داد که کف مجرای سرریز به‌ازای تمامی دبی‌های ورودی در قسمت تندآب با وقوع پدیده کاویتاسیون مواجه می‌گردد. بررسی اندیس کاویتاسیون بر روی دیواره‌های جانبی نشان داد که دیواره‌های قسمت‌های سرریز اوجی، سرریز شوت و بخش‌های ابتدایی تندآب از وقوع پدیده کاویتاسیون در امان هستند. این درحالی است که اندیس کاویتاسیون در قسمت‌های انتهایی تندآب به کم‌تر از مقدار بحرانی 2/0 کاهش می‌یابد. بنابراین، برای اجتناب از وقوع پدیده مخرب کاویتاسیون در این ناحیه، روش هوادهی از کف و دیواره‏های مجرا توصیه می‏شود.