اهداف اصلی و هیدرولیک

دانلود پایان نامه

فصل چهارم
نتایج و بحث
4-1- مقدمه
با توجه به اهداف اصلی این تحقیق، به منظور تجزیه و تحلیل تاثیر زبری و شیب معکوس بستر بر روی مشخصات پرش هیدرولیکی، زبری‌های با اندازه 1، 4 و 10 میلیمتر و همچنین سطح بدون زبری درچهار شیب معکوس مختلف به ترتیب برابر صفر، %6/0- ، %3/1- و %2- در دبی‌ها و اعداد فرود مختلف مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایشات در دبی‌های بین 40 تا 50 لیتر بر ثانیه و در محدوده فرود 95/4 تا 65/7 انجام گرفت. لذا با توجه به شرایط آزمایش تعداد آزمایش‌های انجام شده برابر 144 عدد تعریف گردید.
4-1-1- بررسی عمق مزدوج پرش هیدرولیکی
به دلیل نیاز به امکانات و هزینه‌های زیاد آزمایش‌ها متعدد، در آزمایشگاه تصمیم بر این گردید که از کمترین تعداد آزمایش‌ها و ساده‌ترین آن‌ها نیز، بیشترین اطلاعات کسب گردد.در این خصوص آنالیز ابعادی روشی است که ما را در رسیدن به این هدف یاری می‌کند. در براساس قضیه باکینگهام می‌توان بین پارامتر‌های مؤثر بر هر مسئله فیزیکی گروه‌های بدون بعدی تشکیل داد و به سهولت به مطالعه رابطه بین پارامتر‌های مورد مطالعه پرداخت. کمیت‌های اصلی مورد استفاده در این مبحث جرم (یا نیرو)، طول و زمان می‌باشند و علاوه بر این کمیت‌ها، باید کمیت‌های فرعی نیز به گونه‌ای انتخاب شوند که بیان کننده هندسه، هیدرولیک جریان و خصوصیات سیال باشند.
با توجه به آنچه بیان گردید، برای بررسی میزان تاثیر زبری و شیب‌های معکوس بستر بر کاهش یا افزایش عمق مزدوج پرش، داده‌های حاصل از آزمایش‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد اگر چنانچهعمق فوق بحرانی پرش بر روی بستر زبر و سرعت متوسط در مقطع اولیه پرش وعمق مزدوج پرش باشد، بنابراینتابعی از پارامترهای زیر می‌باشد:
(4-1)
که در این رابطه: شتاب ثقل، دانسیته، لزجت دینامیکی آب، قطر زبری، ν لزجت سینماتیکی وشیب زاویه است. بنابراین با توجه به تئوری باکینگهام نسبت اعماق مزدوج از رابطه زیر به دست می‌آید:
(4-2)
برای محاسبه عدد رینولدز در این مطالعه مقدار عمق فوق بحرانی مینیمم و ماکزیمم در تمامی آزمایشات برای هر دبی را انتخاب کردیم و طبق فرمول عدد رینولدز را بدست آوردیم. بر این اساس تمامی اعداد رینولدز بین این دو مقدار متغیر می‌باشد که طبق جدول زیر ارائه می‌گردد:
جدول 4-1- مقادیر رینولدز بدست آمده در این پژوهش
Q(LPS)
Dmin(m)
Vmin(m/s)
Dmax(m)
Vmax(m/s)
Remin
Remax
40
0.0184
3.05