بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی در انقباض ناگهانی جریان با سطوح آزاد

یکی از مشکلات موجود در مراحل ذخیره سازی و انتقال آب افزایش انرژی جنبشی جریان است که با استفاده از مستهلک کننده های انرژی می توان آن را کاهش داد. در صورت عدم کنترل به هنگام انرژی جنبشی جریان ریزشی، خسارات قابل توجهی به کانال ها و سازه های پایین دست وارد خواهد شد. یکی از راهکارهای کاهش این انرژی جنبشی مخرب استفاده از حوضچه های آرامش و پرش هیدرولیکی می باشد. با توجه به اهمیت موضوع در این تحقیق رفتار یک جریان فوق بحرانی با سطح آزاد در مواجهه با انقباض ناگهانی در مسیر جریان، به صورت آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بر این اساس عدد فرود به عنوان تاثیرگذارترین پارامتر بدون بعد در این زمینه در بازه 3 تا 8 تغییر کرده است. بر اساس نتایج آزمایشگاهی با افزایش عدد فرود جریان بالادست، پارامترهای افت انرژی نسبت به بالادست و پایین دست افزایش می یابند. همچنین میزان استهلاک انرژی ناشی از انقباض ناگهانی بیشتر از پرش هیدرولیکی آزاد مشاهده شد به طوری که بر اساس افت انرژی نسبت به بالادست، 43/11 درصد و بر اساس افت انرژی نسبت به پایین دست، 03/65 درصد بیشتر از پرش هیدرولیکی آزاد، استهلاک انرژی وجود داشته است. همچنین بیشترین مقدار افت انرژی مربوط به قبل از انقباض ناگهانی می باشد که در این مقطع با افزایش دبی جریان و متعاقبا با افزایش عدد فرود، میزان افت انرژی به شدت افزایش یافته است. همچنین مشاهده گردید، تنگ شدگی در تثبیت محل پرش موثر است.