بررسی میدان فشار دینامیک در پائین دست هواده‌های مستقر در تونل‌های دایروی

Abstract

صدمات ناشی از کاویتاسیون در سازه‌های هیدرولیکی یکی از مسائل مهم و حساس این ابنیه می‌باشد که گزارش‌های متناوبی از آن قابل مشاهده است. در این ارتباط هوادهی بعنوان یکی از راهکارهای شناخته شده جهت کاهش خطرات و صدمات ناشی از این پدیده معرفی گردیده که به دلیل موفقیت و تاثیر فزاینده آن، کاربردهای وسیعی را در انواع سازه‌ها یافته است. این راهکار به جهت هزینه نسبتا کمتر و سهولت اجرا، مورد توجه طراحان سازه‏های هیدرولیکی واقع شده است. بررسی این مطالعات نشان می‌دهد که علیرغم مطالعات قابل توجهی که در زمینه تخلیه کننده‌های تحتانی و سرریزهای آزاد به شکل مستطیلی انجام گرفته است، متاسفانه اطلاعات بسیار اندکی برای این هواده‌ها در تونل‌های دایره‌ای گزارش و در دسترس می‌باشد. تونل‌های فوق عموما جهت انتقال آب در سرریزهای تونلی و یا تونل‌های نیروگاهها مورد استفاده قرار می‌گیرد که با توجه به میزان اهمیت آن و کمبود اطلاعات پیرامونی، مقاله حاضر با هدف تامین اطلاعات لازم آزمایشگاهی جهت تجزیه و تحلیل فشارهای دینامیک و ارزیابی فرکانس غالب نوسانات آن در سرریزهای تونلی تهیه گردیده است. آزمایشات در یک تونل دایره‌ای به قطر 8/28 سانتی‌متر در موسسه تحقیقات آب ایران انجام گرفت. هواده‌های مورد استفاده از نوع تخت بوده که ارزیابی اثر هندسه هواده بر میدان فشار، با تغییر ارتفاع و زاویه آن صورت گرفت. همچنین با قرار دادن یک صفحه در بالادست هواده، اثر ضخامت تیغه جریان ورودی به هواده نیز مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت، تاثیر شرایط جریان ورودی با تغییر سرعت جریان از طریق تنظیم ارتفاع آب داخل هد تانک بالادست تونل مورد ارزیابی قرار گرفت. هوا از طریق یک هواده دایره‌ای در پائین دست هواده‌ها به داخل مجرا وارد گردید و با تغییر شرایط هندسی هواده و شرایط هیدرولیکی جریان ورودی به آن، به اندازه‏گیری میدان فشار در پائین دست اقدام و سپس با تجزیه و تحلیل اطلاعات، ارزیابی میدان فشار و طیف غالب نوسانات صورت گرفت که نتایج حاصل از آن می‌تواند راهگشای طراحان این سازه‌ها قرار گیرد.