بررسی عددی خصوصیات جریان در سرریز لبه تیز با مقطع افقی مثلثی با زاویه رأس در پایین‌دست

Abstract

سرریز لبه تیز قائم یکی از انواع سرریز‌ها می‌باشد که به دلیل الگوی جریان پایدار و سهولت در عبور جریان، دارای کاربرد گسترده‌ای می‌باشد. در پژوهش حاضر، مشخصات جریان عبوری از سرریز پیشنهادی لبه تیز افقی مثلثی، با زوایای رأس 30، 60، 90، 120، 150 و 180 درجه در پایین‌دست برای 10 دبی مختلف با استفاده از مدل عددی FLOW-3D شبیه­سازی شده است. در این راستا، پس از صحت­سنجی مقادیر ارتفاع جریان عبوری آب از روی سرریز با نتایج آزمایشگاهی معتبر، پارامترهای ضریب آبگذری، پروفیل فشار، سرعت در مقطع عرضی و خطوط جریان مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج صحت‌سنجی، حاکی از دقت بالای مدل آشفتگی RNG نسبت به سایر مدل‌های آشفتگی با ضریب همبستگی R²=0.9996 می­باشد. دیگر نتایج، نشان‌دهنده میانگین افزایش 6 درصدی ضریب آبگذری سرریز پیشنهادی در مقایسه با سرریز مدل آزمایشگاهی (سرریز با رأس در بالادست) است. در این میان، سرریز با زاویه 150 درجه، دارای بیشترین افزایش ضریب آبگذری در حدود 5/8 درصد می­باشد. با افزایش زاویه رأس از 30 به 150 درجه، محدوده فشار حداقلی، از نوک سرریز دور شده و به سمت پایین دست پیش­روی می­کند. بیشترین مقدار فشار در پایین دست سرریز برای سرریز با زاویه راس 120 درجه و با مقدار 1100 پاسکال مشاهده گردید. فشار کمینه 10 پاسکال نیز، در محدوده کوچکی از سرریز 150 درجه حاصل شد. با نزدیک شدن به نوک سرریز، جریان توأمان از کناره و نوک سرریز عبور کرده و دارای مقادیر سرعت زیادی است. بیشینه سرعت طولی با مقدار 53/1 متر بر ثانیه در سرریز 90 درجه مشاهده گردید.