بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی جریان عبوری از سرریز های پلکانی همراه با الحاق المان هایی روی پله

پله ها در سرریز پلکانی با ایجاد یک بستر زبر مصنوعی، انرژی جریان را بیش از انواع دیگر سرریزها مستهلک می کنند. با افزایش زبری، انرژی جریان عبوری از روی سرریز به صورت یکنواخت و پیوسته پراکنده می شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی افزودن المان هایی بر روی پله ها و تاثیر آن بر تغییرات الگوی جریان، نقطه شروع هوادهی، میزان استهلاک انرژی و ضریب زبری دارسی می باشد. آزمایشات بر روی مدل فیزیکی سرریز پلکانی و با الحاق المان هایی بر روی پله در آرایش های مختلف و به صورت پیوسته و همراه با شکاف انجام گردید و نتایج با سرریز پلکانی ساده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ایجاد مانع بر روی پله ها باعث ایجاد برخی تلاطم و نوسانات بر روی سطح جریان در مرکز و کناره های پله می شود. این امر باعث اختلاط بیشتر آب و هوا و انتقال محل نقطه شروع هوادهی به بالادست سرریز پلکانی می شود. رژیم جریان انتقالی و غیر ریزشی بر روی مدل های سرریز پلکانی همراه با مانع در دبی های پایین تری نسبت به سرریز پلکانی ساده اتفاق می افتد. تغییر رژیم جریان بر روی سرریز پلکانی همراه با مانع شکافدار دیر تر از حالت پیوسته روی می دهد. همچنین موانع روی پله تاثیری بر روی میزان استهلاک انرژی جریان و ضریب زبری ندارند ولی با ایجاد شکاف بر روی موانع عملکرد آن ها بهتر شده و میزان استهلاک انرژی و ضریب زبری دارسی به طور متوسط به ترتیب 33/7 و 8 درصد نسبت به سرریز پلکانی ساده افزایش می یابد.