تاثیر اصلاح فرم هندسی پله های سرریز پلکانی بر پارامتر های هیدرولیکی و استهلاک انرژی جریان

سرریزهای پلکانی یکی از سازه های متداول به منظور استهلاک انرژی بوده که از طریق پله ها با ایجاد آشفتگی و مقاومت اصطکاکی بیشتر در برابر جریان، استهلاک انرژی در طول سازه را افزایش می دهد. در این تحقیق، با انجام یکسری آزمایشات، تاثیر اصلاح فرم پله ها با اعمال همزمان المان هایی بر روی پله و لبه آن بر روی الگوی جریان، نقطه شروع هوادهی بر روی سرریز، مشخصات پرش هیدرولیکی در پایین دست و میزان استهلاک انرژی جریان عبوری از مدل های سرریز مورد ارزیابی قرار گرفت. المان های لبه بصورت ممتد و برش خورده و المان های روی پله در آرایش های مختلف روی پله قرار گرفتند و نتایج با حالت سرریز پلکانی ساده مقایسه شدند. در نهایت با اعمال این المان ها بر روی یکی از سرریز های مورد بهره برداری شده، تاثیر اصلاح پله ها بر مشخصه جریان ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که بکارگیری همزمان المان های روی پله و لبه باعث برخی تلاطم و نوسانات بر روی سطح جریان شده اما بر روی رژیم جریان تاثیر چندانی ندارد. اختلاط جریان پس از برخورد با موانع بر روی نقطه شروع هوادهی تاثیر می گذارد و باعث انتقال محل نقطه شروع هوادهی به بالادست سرریز پلکانی می شود. اصلاح پله ها باعث کاهش عمق ثانویه و طول پرش به ترتیب 29/26 و 24/34 درصد و افزایش 38/14 درصدی در میزان اصلاح انرژی جریان می گردد. تاثیر المان های الحاقی در عملکرد مدل های اصلاحی در دبی های پایین بیشتر است. اصلاح پله های سرریز پلکانی سیاه بیشه بالا با الحاق المان ها بر روی پله و لبه آن باعث کاهش 8/9 درصدی سرعت جریان در پایین دست سرریز، افزایش 63 درصدی انرژی آشفته و افزایش 32/11 درصدی در میزان استهلاک انرژی جریان می گردد.