دانلود پایان­ نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کشاورزی گرایش آبیاری و زهکشی

باعنوان:تأثیر زبری سطح با شیب معکوس بر روی مشخصات هیدرولیكی پرش

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

دانشكده كشاورزی

بخش مهندسی آب

پایان نامه كارشناسی ارشد در رشته مهندسی كشاورزی(آبیاری و زهكشی)

تأثیر زبری سطح با شیب معکوس بر روی مشخصات هیدرولیكی پرش

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

 

چكیده

 

تأثیر زبری سطح باشیب معکوس بر روی مشخصات هیدرولیكی پرش

 

 

 

متداول‌ترین روش برای استهلاک انرژی سینماتیک آب در پایین دست سرریزها، دریچه‌ها و تند آب‌ها، استفاده از پرش هیدرولیکی است. این پدیده از تغییر حالت جریان فوق بحرانی به زیر بحرانی به وجود می‌آید. به منظور کنترل این پدیده در پایین دست سازه‌های یاد شده، نیاز به ساخت حوضچه آرامش می‌باشد. تحقیقات بسیاری در خصوص پرش هیدرولیکی بر روی بستر‌های زبر و سطوح صاف صورت گرفته اما تاكنون بر روی شیب‌های معكوس همراه با زبری تحقیقات كافی انجام نشده است. لذا هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر میزان زبری و شیب معکوس بر خصوصیات هیدرولیكی پرش و تغییرات افت انرژی در حوضچه آرامش با شیب کف منفی و سه نوع زبری متفاوت می‌باشد. با توجه به نتایج حاصله مقادیر عمق نسبی پرش در حوضچه آرامش با شیب کف منفی همراه با زبری نسبت به حالت افقی کاهش می‌یابد. همچنین زبری سطوح همراه با شیب کف منفی، طول پرش را نسبت به پرش کلاسیک بطور متوسط6/39 درصد کاهش داده است. همچنین به طور متوسط مقدار افت نسبی در حالت شیب منفی و زبری حدود %21 بیشتر از حالت كلاسیك بدست آورده شد. این نتایج نشان    می‌دهد كه كاربرد حوضچه آرامش با شیب كف منفی و زبری سطح می‌تواند سهم بسزایی در کاهش هزینه‌های اجرایی در احداث حوضچه‌های آرامش همراه داشته باشد. در صورتیکه از روابط کلاسیک ممنتوم برای تخمین اثر زبری روی عمق ثانویه پرش و افت پرش استفاده شود، می توان تا دقت %95 به این روابط اعتماد نمود.

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1-كلیات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- جریان متغیر سریع………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-3- پرش هیدرولیكی……………………………………………………………………………………………………………… 4

1-4- طول پرش هیدرولیكی…………………………………………………………………………………………………….. 4

1-5- ترسیم موقعیت پرش هیدرولیكی……………………………………………………………………………………. 5

1-6-كاربرد پرش هیدرولیكی …………………………………………………………………………………………………… 5

1-7- تقسیم‌بندی پرش هیدرولیكی ………………………………………………………………………………………… 6

1-7-1- تقسیم‌بندی پرش هیدرولیكی کلاسیک……………………………………………………………….. 6

1-7-2- تقسیم‌بندی پرشبر روی سطوح شیبدار………………………………………………………………… 8

1-8- حوضچه آرامش ………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-9- اهداف تحقیق …………………………………………………………………………………………………………………. 9

 

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………12

2-2- تاریخچه تحقیقات پرش هیدرولیكی روی سطوح كلاسیك…………………………………………..12

2-2-1- خصوصیات پرش هیدرولیكی كلاسیك………………………………………………………………..13

2-2-2- کانال های غیر مستطیلی …………………………………………………………………………………….16

2-3- جهش آبی در مجاری شیبدار ………………………………………………………………………………………..18

2-3-1- تاریخچه تحقیقات پرش هیدرولیكی روی سطوح شیبدار……………………………………18

2-4- تحقیقات انجام شده بر روی بستر‌های زبر……………………………………………………………………..22

2-5- تحقیقات انجام شده بر روی دیواره‌های همگرا……………………………………………………………….30

 

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………34

3-2- معرفی تجهیزات موجود در آزمایشگاه…………………………………………………………………………….34

3-3- طراحی دریچه و حوضچه آرامش با شیب کف منفی و زبری…………………………………………35

3-4- ساخت مدل……………………………………………………………………………………………………………………..37

3-4-1- تغییر شیب کف کانال در حوضچه آرامش……………………………………………………………37

3-4-2- تغییرات زبری در حوضچه آرامش………………………………………………………………………..37

3-5- روش آزمایش…………………………………………………………………………………………………………………..37

3- 6- وسایل و روش اندازه‌گیری……………………………………………………………………………………………..38

3- 6-1- اندازه‌گیری دبی جریان………………………………………………………………………………………..38

3- 6-2-اندازه‌گیری عمق جریان………………………………………………………………………………………..38

3-6-3- اندازه‌گیری طول پرش هیدرولیكی……………………………………………………………………….39

3-6-4- پروفیل سطح آب…………………………………………………………………………………………………..39

3-6-5- اندازه‌گیری سرعت جریان……………………………………………………………………………………..40

3-6-6- تثبیت پرش……………………………………………………………………………………………………………40

3-7- روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………….40

 

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………44

4-1-1- بررسی عمق مزدوج پرش هیدرولیكی………………………………………………………………….44

4-1-2- بررسی طول پرش هیدرولیكی………………………………………………………………………………56

4-1-3- بررسی طول غلتاب پرش هیدرولیكی………………………………………………………………….68

4-1-4- پروفیل‌های عمقی و قائم سرعت…………………………………………………………………………..79

4-1-5- پروفیل سطح آب………………………………………………………………………………………………..110

4-1-6- تغییرات افت نسبی انرژی پرش………………………………………………………………………….126

4-1-7- تنش برشی بستر…………………………………………………………………………………………………130

4-1-8- ضریب كاهش نسبت اعماق مزدوج…………………………………………………………………….134

4-1-9- ضریب تصحیح اندازه حركتβو انرژی جنبشیα……………………………………………….134

4-1-10- تعیین ضریب دریچه………………………………………………………………………………………..137

4-1-11- تعیین سرعت اولیه جریان……………………………………………………………………………….138

4-1-12- مقایسه بین روابط آزمایشگاهی و تئوری ………………………………………………………..139

4-1-13- نمونه کاربردی برای کاهش طول پرش هیدرولیکی ………………………………………141

 

فصل پنجم: نتیجهگیری

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………144

5-2- نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………………144

5-3- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………….146

 

منابع

پیوست

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                         صفحه

جدول2-1- مقادیرμ برای شیب‌های مختلف در رابطه (2-23)………………………………………………21

جدول 4-1- مقادیر رینولدز بدست آمده در این پژوهش………………………………………………………..45

جدول 4-2- مقادیر طول نسبی پرش در بستر بدون زبری……………………………………………………..58

جدول 4-3- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 1………………………………………………60

جدول 4-4- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 4……………………………………………….62

جدول 4-5- مقادیر طول نسبی پرش در بستر با زبری mm 10…………………………………………….65

جدول4-6- درصد كاهش طول پرش و غلتاب برای انواع زبری و شیب منفی………………………..79

جدول4-7- مقادیر لازم برای محاسبهβوα…………………………………………………………………………….135

جدول4-8- مقادیر محاسبه شده βوα……………………………………………………………………………………135

جدول 4-9- مقادیر اندازه‌گیری شده برای محاسبه CV………………………………………………………..138

جدول 4-10- داده‌های اندازه‌گیری شده برای كالیبره كردن پیتوت……………………………………139

جدول 4-11- داده های بدست آمده برای محاسبه D2 براساس روابط تئوری …………………..141

جدول 4-12- مقاسیه داده های آزمایشگاهی و تئوری ……………………………………………………….141

جدول4-13- مقادیر طول پرش هیدرولیکی در معادله های مختلف …………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شكل‌ها

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

شكل1-1- شماتیك پرش هیدرولیكی در سطح بدون زبری در …………………..7

شكل2-1- شماتیك پرش هیدرولیكیدر سطح بدون زبری در …………………….7

شكل3-1-شماتیك پرش هیدرولیكی در سطح بدون زبری در ……………………..7

شكل4-1-شماتیك پرش هیدرولیكی در سطح بدون زبری در …………………………………8

شکل1-3- پلان و مقطع طولی فلوم آزمایشگاهی همراه با زبری و شیب منفی …………………….36

شكل2-3- پارامتر‌های اندازه‌گیری شده در طول آزمایش……………………………………………………….41

شكل3-3- نمایی از فلوم محل انجام آزمایشات……………………………………………………………………….41

شكل4-3- نمایی از دستگاه‌های الكترونیك اندازه‌گیری سرعت و عمق جریان………………………41

شكل5-3- نمایی از حوضچه آرامش با پروب‌های اندازه‌گیری سرعت و عمق جریان……………..42

شكل6-3- شماتیك از سطح با شیب منفی همراه با زبری بستر…………………………………………….42

شكل1-4- نسبتD2/D1در برابر برای سطح بدون زبری و شیب صفر…………………………..47

شكل2-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0-…………………….47

شكل3-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1-…………………….48

شكل4-4- نسبت D2/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2-………………………..48

شكل 5-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب صفر………………………………49

شكل6-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 6/0-……………………………49

شكل7-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 3/1-……………………………50

شكل8-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب% 2- ………………………………50

شكل 9-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و بدون شیب…………………………….51

شكل 10-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ………………………51

شكل 11-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- ………………………52

شكل 12-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- ………………………….52

شكل 13-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و بدون شیب………………………..53

شكل 14-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0- …………………….53

شكل 15-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- ……………………54

شكل 16-4- نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- ………………………..54

شكل 17-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای بستر صاف و انواع شیب منفی………..55

شكل 18-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 1 و انواع شیب منفی…….55

شكل 19-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 4 و انواع شیب منفی…….55

شكل 20-4- مقایسه نسبت D2/D1 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی….56

شكل 21-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب صفر……………………..58

شكل 22-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0- …………………59

شكل 23-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1- ………………..59

شكل 24-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2- …………………….59

شكل 25-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و بدون شیب ………………………….61

شكل 26-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %6/0- ………………………..61

شكل 27-4- نسبت Lj/D2در برابر برای زبری mm 1 و شیب %3/1- …………………………61

شكل 28-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %2- ……………………………62

شكل 29-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و بدون شیب……………………………63

شكل 30-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ………………………..63

شكل 31-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- ………………………..64

شكل 32-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- ……………………………64

شكل 33-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و بدون شیب ………………………..65

شكل 34-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0-……………………….66

شكل 35-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- ……………………..66

شكل 36-4- نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- …………………………66

شكل 37-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای بدون زبری و انواع شیب منفی…………67

شكل 38-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 1 و انواع شیب منفی………67

شكل 39-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 4 و انواع شیب منفی …….68

شكل 40-4- مقایسه نسبت Lj/D2 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی ….68

شكل 41-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای بدون زبری و شیب صفر……………………………….69

شكل 42-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %6/0- ………………..69

شكل 43-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %3/1- ………………..70

شكل 44-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای سطح بدون زبری و شیب %2- ……………………70

شكل 45-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب صفر……………………………71

شكل 46-4- نسبت Lr/D1در برابر برای زبری mm 1 و شیب %6/0- …………………………71

شكل 47-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %3/1- ……………………….71

شكل 48-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 1 و شیب %2-……………………………72

شكل 49-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب صفر……………………………72

شكل 50-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %6/0- ……………………….73

شكل 51-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %3/1- …………………….73

شكل 52-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 4 و شیب %2- …………………………..73

شكل 53-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب صفر………………………….74

شكل 54-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %6/0- …………………….74

شكل 55-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %3/1- …………………….75

شكل 56-4- نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و شیب %2- ………………………..75

شكل 57-4- مقایسه نسبت Lr/D1در برابر برای بدون زبری و انواع شیب منفی…………76

شكل 58-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر زبری mm 1 و انواع شیب منفی ……………..76

شكل 59-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر زبری mm 4 و انواع شیب منفی ……………..76

شكل 60-4- مقایسه نسبت Lr/D1 در برابر برای زبری mm 10 و انواع شیب منفی ….77

شكل 61-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1 برای تمامی داده‌های آزمایش…………………………….77

شكل 62-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1-1 برای تمامی داده‌های آزمایش………………………..78

شكل63-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، بدون زبری و شیب %6/0- ……………..81

شكل 64-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %3/1- …………..81

شكل65-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، بدون زبری و شیب %2- …………………81

شكل 66-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %6/0- …………..82

شكل 67-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %3/1- …………82

شكل 68-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %2-………………82

شكل69-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %6/0-……………..83

شكل70-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، بدون زبری و شیب %3/1-………………83

شكل71-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %2-…………………83

شكل72-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب صفر………………..84

شكل73-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %6/0-…………….84

شكل74-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %3/1-……………84

شكل75-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 ، شیب %2-………………..85

شكل 76-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 1 ، شیب %6/0-………….85

شكل 77-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 1 ، شیب %3/1-…………85

شكل 78-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 1 ، شیب %2- ……………..86

شكل 79-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50، زبریmm 1 ، شیب صفر………………..86

شكل 80-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %6/0-…………..86

شكل81-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %3/1-……………87

شكل82-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 1 ، شیب %2- ………………87

شكل83-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبری mm 4 ، شیب صفر ……………..87

شكل84-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبری mm 4 ، شیب %3/1-…………..88

شكل 85-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب صفر……………..88

شكل 86-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب %6/0- ………..88

شكل 87-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 4 ، شیب %3/1- …………89

شكل 88-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm 4 ، شیب %2- ……………89

شكل 89-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 4 ، شیب صفر………………89

شكل90-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبری mm 4 ، شیب %6/0-…………….90

شكل 91-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 ، شیب %3/1-……………90

شكل 92-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 ، شیب %2-………………..90

شكل 93-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبریmm 10 ، شیب صفر……………91

شكل94-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s40 ، زبریmm 10 ، شیب %6/0-………….91

شكل 95-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s 40، زبریmm 10 ، شیب %3/1-………….91

شكل 96-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 10 ، شیب %2-……………..92

شكل 97-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب صفر …………..92

شكل98-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%6/0-…………..92

شكل99-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%3/1-…………..93

شكل100-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm 10 ، شیب%2-……………93

شكل101-4- پروفیل‌های عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 10 ، شیب صفر…………..93

شكل 102-4- پروفیل عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبریmm 10 و شیب %6/0-……………94

شكل103-4- پروفیل عمقی سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 10 و شیب %3/1-………………94

شكل 104-4- پروفیل عمقی سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm 10 و شیب %2-………………94

شكل 105-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s 40 ، بدون زبری و شیب %6/0-……….95

شكل 106-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %3/1-…………96

شكل 107-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s40 ، بدون زبری و شیب %2-…………….96

شكل 108-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %6/0-…………96

شكل 109-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %3/1-…………97

شكل110-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، بدون زبری و شیب %2-………………97

شكل111-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %6/0-…………..97

شكل112-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %3/1-………….98

شكل113-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، بدون زبری و شیب %2-………………98

شكل114-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 و شیب صفر…………….98

شكل115-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-………….99

شكل116-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm 1 و شیب %3/1-…………99

شكل117-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 1 و شیب %2-……………..99

شكل118-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-……….100

شكل119-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %3/1-……….100

شكل120-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 1 و شیب %2-………….100

شكل121-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب صفر…………..101

شكل122-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %6/0-……….101

شكل123-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %3/1-………101

شكل124-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 1 و شیب %2-…………..102

شكل125-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب صفر…………..102

شكل126-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب%3/1-…………102

شكل127-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm 4 و شیب%2-…………….103

شكل128-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب صفر…………..103

شكل129-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %6/0………..103

شكل130-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %3/1-………104

شكل131-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s45 ، زبریmm 4 و شیب %2-…………..104

شكل 132-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm 4 و شیب صفر……….104

شكل133-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %6/0-……….105

شكل134-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %3/1-……….105

شكل135-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm 4 و شیب %2-…………..105

شكل136-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبری mm10 و شیب صفر…………106

شكل137-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %6/0-………106

شكل138-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %3/1-………106

شكل139-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s40 ، زبریmm10 و شیب %2-………….107

شكل 140-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm10 و شیب صفر………107

شكل141-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm10 و شیب %6/0-……..107

شكل142-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبریmm10 و شیب %3/1-…….108

شكل143-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s45 ، زبری mm10 و شیب %2-……….108

شكل144-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm10 و شیب صفر……….108

شكل145-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبیL/s50 ، زبریmm10 و شیب %6/0-………109

شكل 146-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50 ، زبری mm10و شیب %3/1-……109

شكل 147-4- پروفیل‌های بی‌بعد سرعت در دبی L/s50، زبری mm10و شیب %2-…………109

شكل 148-4- پروفیل‌های بی‌بعد شده سرعت برای تمامی داده‌های آزمایش…………………….110

شکل 149-4- فراخوانی عکس در نرم افزار Grapher7 ………………………………………………………111

شکل 150-4- نمونه رقومی شده پرش در نرم افزار  Grapher7………………………………………..111

شكل 151-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب صفر…………………………………….112

شكل 152-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %6/0-…………………………………112

شكل 153-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %3/1-………………………………..113

شكل 154-4- پروفیل سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %2-…………………………………….113

شكل 155-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب صفر…………………………………………….113

شكل 156-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%6/0-…………………………………………..114

شكل 157-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%3/1-………………………………………….114

شكل 158-4- پروفیل سطح آب در زبری mm1 و شیب%2-………………………………………………114

شكل 159-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب صفر……………………………………………115

شكل 160-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %6/0-………………………………………..115

شكل 161-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %3/1-……………………………………….115

شكل 162-4- پروفیل سطح آب در زبری mm 4 و شیب %2-……………………………………………116

شكل 163-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب صفر………………………………………….116

شكل 164-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %6/0-………………………………………116

شكل 165-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %3/1-………………………………………117

شكل 166-4- پروفیل سطح آب در زبری mm10 و شیب %2-………………………………………….117

شکل 167-4- عکس پرش هیدرولیکی مربوط به بدون زبری و شیب صفر………………………..118

شکل 168-4- عکس پرش هیدرولیکی مربوط به زبری cm1 و شیب صفر…………………………118

شكل 169-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب صفر………………………….119

شكل 170-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %6/0-……………………..119

شكل 171-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %3/1-……………………..119

شكل 172-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در سطح بدون زبری و شیب %2-…………………………120

شكل 173-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب صفر………………………………….120

شكل 174-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %6/0-………………………………120

شكل 175-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %3/1-………………………………121

شكل 176-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm1 و شیب %2-………………………………….121

شكل 177-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب صفر………………………………..121

شكل 178-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %6/0-…………………………….122

شكل 179-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %3/1-…………………………….122

شكل 180-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm 4 و شیب %2-………………………………..122

شكل 181-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب صفر……………………………….123

شكل 182-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %6/0-……………………………123

شكل 183-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %3/1-……………………………123

شكل 184-4- پروفیل بی‌بعد سطح آب در زبری mm10 و شیب %2- ……………………………..124

شکل 185-4- خط برازش داده شده برای پروفیل سطح آب در نرم افزارCurve Expert…..124

شکل186-4- ضرایب بدست آمده نرم افزار Curve Expertبرای ترسیم پروفیل سطح آب..125

شكل187-4- نمونه برای مقایسه پروفیل سطح آب و معادله بدست آمده ………………………….126

شكل 188-4- تغییرات افت نسبی پرش در بستر صاف و انواع شیب منفی……………………….127

شكل 189-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm1 و انواع شیب منفی………………………127

شكل 190-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm 4 و انواع شیب منفی…………………….128

شكل 191-4- تغییرات افت نسبی پرش در زبری mm10 و انواع شیب منفی……………………128

شكل 192-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای بستر صاف با انواع شیب منفی……………..128

شكل 193-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبری mm1 با انواع شیب منفی……………129

شكل 194-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبریmm4 با انواع شیب منفی…………….129

شكل 195-4- مقادیر E2/E1 نسبت به برای زبری mm10 با انواع شیب منفی…………129

شكل 196-4- مقایسه تغییرات εبرای انواع شیب و زبری …………………………………………………..130

شكل197-4- تغییرات مقیاس طولی b/D1 به ازای x/D1برای انواع شیب و زبری………………131

شكل 198-4- تغییرات Um/U1به ازای x/Ljبرایانواع شیب و زبری……………………………………..132

شكل 199-4- تغییرات Um/U1به ازای x/D1 برای انواع شیب و زبری…………………………………132

شكل 200-4- تغییرات ضخامت لایه مرزی بی‌بعد به ازای b/D1برای انواع شیب و زبری….133

شكل 201-4- تغییرات ضخامت لایه مرزی بی‌بعد به ازای x/D1 برای انواع شیب و زبری….133

شكل 202-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای بدون زبری و انواع شیب………134

شكل 203-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm1 و انواع شیب…….134

شكل 204-4- مقادیرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm4 و انواع شیب…….134

شكل 205-4- مقادیر βوα در برابر فاصله از پنجه پرش برای زبری mm10و انواع شیب……135

شكل 206-4- شماتیكی از سرریز و حوضچه آرامش …………………………………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نشانه های اختصاری

 

 

: جرم مخصوص آب

g : شتاب ثقل

b: عرض كانال

Q: دبی جریان

V1: سرعت متوسط جریان در مقطع اولیه

V2: سرعت متوسط جریان در مقطع ثانویه

E1: انرژی مخصوص در مقطع اولیه پرش

E2: انرژی مخصوص در مقطع ثانویه پرش

E: افت انرژی در طول پرش

: عدد فرود اولیه

:عمق اولیه پرش

:عمق ثانویه پرش

: لزجت دینامیكی آب

: قطر زبری

ν : لزجت سینماتیکی

: شیب زاویه

: طول پرش هیدرولیكی

: طول غلتاب پرش هیدرولیكی

ε : تنش برشی بستر

: ضخامت لایه مرزی

: ضریب كاهش اعماق مزدوج

: ضریب تصحیح اندازه حركت

: ضریب تصحیح انرژی جنبشی

: ضریب دریچه

R1: شعاع هیدرولیکی در مقطع اولیه

Sf: شیب خط انرژی

M1: نیروی ممنتوم در مقطع اولیه

M2: نیروی ممنتوم در مقطع ثانویه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

 

1-1-كلیات

 

آب به عنوان یكی از با ارزش‌ترین مواد حیات همواره ذهن بشر را مشغول و معطوف خود داشته است. با توسعه تمدن‌ها و تكنولوژی، بشر مبادرت به ساخت انواع سدها نمود تا بتواند آب را برای مواقع ضروری ذخیره نماید. انرژی پتانسیل ذخیره شده بالادست سدها در هنگام عبورآب از روی سرریز سدها به انرژی جنبشی تبدیل می‌گردد و نیروی هیدرودینامیكی زیادی را ایجاد می‌نماید. چنانچه این جریان با همان شدت وارد رودخانه یا كانال شود موجب فرسایش پایین دست در تاسیسات مربوطه می‌گردد و نهایتا” انهدام و خرابی سازه پایین دست را ایجاد خواهد نمود. لذا می‌بایست انرژی اضافی آب قبل از ورود به رودخانه مستهلك گردد. راه‌های متعددی از جمله ایجاد پرش هیدرولیكی برای مقابله با این انرژی وجود دارد. در واقع پرش هیدرولیكی از پدیده‌های مورد توجه در حیطه مهندسی هیدرولیك است كه بصورت یك جریان متغیر سریع ایجاد می‌گردد كه از تبدیل جریان فوق بحرانی به زیر بحرانی پدید می‌آید كه بعنوان یك پدیده اتلاف كننده انرژی نیز كاربرد دارد. تاكنون انواع حوضچه‌های آرامش توسط اداره عمران اراضی آمریكا طراحی و آزمایش شده كه عبارتند از حوضچه های تیپ I تا تیپ IV، لازم به ذكر است كه حوضچه‌های تیپ ارائه شده دارای كف افقی و یا شیب خیلی كم می‌باشند. از آنجایی‌که موضوع پرش در مسیر كانالها و یا حوضچه‌های با شیب منفی هنوز در سطح وسیع مورد مطالعه و بررسی قرار نگرفته است. این موضوع می‌تواند در کاهش هزینه‌های اجرایی موثر باشد. از جمله محققینی كه روی اینگونه شیب‌ها آزمایش‌هایی انجام دادند رویز(1938)[1] و استیونز(1944)[2] بودند كه رویز معتقد بود فقط بر روی شیب‌های معكوس نزدیك به صفر تنها امكان تشكیل پرش پایدار وجود دارد در حالی كه استیونز با روابط و تحلیل تئوری نشان داد كه این امكان روی تمامی شیب‌ها وجود دارد(ابریشمی و حسینی، 1385).بدلیل اینكه شیب منفی خود در مسیر به عنوان یك مانع عمل كرده و كاهش نسبت اعماق مزدوج و كاهش طول پرش و نیز افزایش راندمان اتلاف انرژی نسبت به حالت افقی گشته و نهایتا با توجه به نتایج حاصل امكان ساخت حوضچه‌ای كوتاه‌تر و با ارتفاع دیواره‌های كمتر را ممكن می‌سازد. مهم‌ترین مسئله این است كه مولفه نیروی وزن همواره در خلاف جهت جریان بوده و موجب ناپایداری پرش روی شیب می‌شود. تثبیت پرش روی شیب‌های منفی كارایی اینگونه كانال‌ها یا حوضچه‌ها را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. لذا روش‌های متعددی برای این منظور به نظر می‌رسد یك روش مناسب ایجاد زبری در مسیر جریان می‌باشد. این گونه زبری علاوه بر اینكه پرش را در موقعیت مورد نظر تثبیت می‌نماید باعث كاهش طول پرش نیز می‌گردد. در واقع كاهش طول پرش موجب افت انرژی در طول كوتاه‌تری شده، لذا راندمان افت انرژی را تا حد قابل محسوسی افزایش می‌دهد.

 

 

1-2- جریان متغیر سریع[3]

 

اگر انحنا خطوط جریان در یك جریان متغیر زیاد و تغییرات عمق جریان در فواصل كم قابل ملاحظه باشد چنین جریانی را جریان متغیر سریع می‌نامند. در چنین جریانی مقاومت اصطكاكی نسبتاً ناچیز و تغییرات معمولاً موضعی خواهد بود، همچنین در این حالت مولفه شتاب در جهت عمود بر عمود بر خطوط جریان قابل صرف نظر كردن نمی‌باشد(فرهودی،1372).

 

1-3- پرش هیدرولیكی[4]

 

پرش هیدرولیكی عبارت است از تغییر سریع جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی ضمناً پرش هیدرولیكی از انواع جریان‌های متغیر سریع است(ابریشمی و حسینی،1385).

 

 

1-4- طول پرش

 

طول پرش هیدرولیكی را محققین به گونه‌های مختلف تجزیه و تحلیل می‌نمایند. بسیاری از محققین معتقدند كه در حوضچه‌های آرامش افقی كه در آنها هیچگونه موانع پیش بینی نشده باشد، طول پرش بصورت زیر قابل محاسبه است(ابریشمی و حسینی، 1385):

(1-1)

چنانچه در انتهای حوضچه آرامش فقط یك دیوار سرتاسری قرار دهند، طول حوضچه كوتاهتر شده و به صورت زیر محاسبه می شود(ابریشمی و حسینی، 1385):

(1-2)

چنانچه پرش هیدرولیك روی سطح شیب‌دار اتفاق بیفتد طول پرش هیدرولیكی را می‌توان از رابطه زیر بدست آورد:

(1-3)

در این رابطه و زاویه كف حوضچه با افق می‌باشد. چنانچه باشد و خواهد بود.

[1]– Roys

[2]-Stevens

[3]-Rapidly Varied Flow

[4]– Hydraulic Jump

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :212

قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

  *

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :