بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان فوق بحرانی در شیب شکن قائم با کانال دایره یی در بالادست

در شبکه های زیرسطحی، مقطع کانال بالادست شیب شکن ها عموما دایره یی و جریان فوق بحرانی است که خصوصیات جریان در آن با شیب شکن های معمول که مقطع بالادست و پایین دست آنها مستطیلی)شیب شکن قایم مستطیلی(و جریان زیربحرانی در آنها برقرار است، تفاوت عمده یی دارد. ترازف از این تحقیق مدل سازی عددی و آزمایشگاهی شیب شکن قایم با کانال دایره یی در بالادست و کانال مستطیلی در پایین دست است. برای دستیابی به این ترازف، مدل آزمایشگاهی با ارتفاع 0٫345 متر ساخته شد. در مدل آزمایشگاهی، قطر داخلی لوله ی بالادست 0٫19 متر و عرض کانال مستطیلی پایین دست 0٫4 متر است. در لوله ی بالادست، از جعبه جت برای تغییر عدد فرود و توسعه یافتگی جریان استفاده شد. با استفاده از نرم افزار OpenFOAM جریان نیز به صورت عددی شبیه سازی شد. عمق لبه ی شیب شکن، عمق گرداب، عمق پایین دست و میزان اتلاف انرژی در جریان فوق بحرانی با اعداد فرود 1 تا 3٫8 و آب دهی نسبی 0٫25 تا 0٫5 بررسی شد. نتایج نشان داد عمق گرداب شیب شکن در مدل حاضر کمتر از عمق گرداب در شیب شکن قایم مستطیلی است. عمق گرداب و عمق پایین دست با افزایش آب دهی نسبی افزایش می یابند. بازدهی شیب شکن در اتلاف انرژی ورودی بین 50 تا 75 درصد برآورد شد که افت تراز انرژی نسبی آن حدود 50 درصد بیشتر از شیب شکن قایم مستطیلی است. نتایج شبیه سازی عددی نیز تطابق خوبی با مشاهدات آزمایشگاهی داشت و می توان برای بهینه سازی طرح نهایی با اطمینان از آن استفاده کرد.