تغییرات دبی و هیدرولیک

دانلود پایان نامه
(2-16)
(2-17)
(2-18)
که در این رابطه y1 ,Q، g بهترتیب دبی، عمق ورودی و شتاب ثقل می باشد.است که θ زاویه انحراف دیواره کانال نسبت به افق، H1 انرژی بالادست و H∆ افت انرژی در طول پرش است. همچنین آنها نتایجی را گزارش دادند که بر طبق آن در پرش هیرولیکی در کانال مثلثی نسبت به کانال مستطیلی، نسبت عمق ثانویه کمتر، افت انرژی بیشتر، طول پرش تا دو برابر کمتر، حجم پرش تقریبا 30% بیشتر و حساسیت نسبت به تغییرات دبی کمتر و نسبت به تغییر عمق پایاب بیشتر است.
2-3- جهش آبی در مجاری شیبدار
این پرش‌ها می‌توانند با توجه به شرایط مختلف، در روی مسیرهای با شیب مثبت و یا با شیب منفی صورت پذیرند که بخصوص در مورد اخیر به نظر می‌رسد که تاثیر وزن می‌تواند کاهش قابل ملاحظه‌ای در طول پرش و نهایتاً در طول حوضچه آرامش که به عنوان یکی از سازه‌های کنترل کننده پرش، مورد استفاده قرار می‌گیرد، به وجود آورد.
در تئوری مربوط به پرش‌های هیدرولیکی در سطوح شیبدار، فرض می‌گردد که:
انحنای قابل ملاحظه‌ای در خطوط جریان وجود ندارد.
اصطکاک بستر در محدوده جهش آبی کم و قابل صرفنظر کردن است.
جریان در ابتدا و انتهای جهش آبی دارای سرعت‌های یکنواختی است.
هیچ گونه شتابی در جریان وجود ندارد.
نهایتاً از تاثیر اختلاط هوا در آب در حالت جریان در جهش آبی صرفنظر می‌شود.
2-3-1- تاریخچه تحقیقات پرش هیدرولیکی روی سطوح شیبدار
طبق نظر راجاراتنام (1968) اولین تجارب انجام گرفته روی این گونه پرش‌ها توسط بِب (1917) صورت پذیرفته است. یارنل(1934) مطالعات ارزشمندی روی پرش هیدرولیکی در کانال‌های شیبدار را شروع نمود که با فوت در سال 1937 نتوانست آن را کامل نماید. کینسواتر(1944) با به کارگیری اطلاعات چاپ نشده یارنل، اولین محقق در توسعه یک راه حل منطقی برای این مساله بود. بررسی‌های ارزشمندی نیز توسط پترکا و برادلی (1957) درباره این موضوع انجام گرفته است.
کینسواتر (1944) مطالعات خود را با تحلیل بر روی پرش نوع C متمرکز کرد. او با صرفنظر کردن از نیروی اصطکاک کف و استفاده از رابطه مومنتم در کانال مستطیلی فرمول زیر را برای تحلیل پرش نوع C ارائه نمود:
(2-19)
که در آن N به طول پرش و زاویه بستگی داشته و بصورت تجربی معین می‌گردد.
استیونس(1944) در بحث پیرامون کارهای کینسواتر(1944)، پرش بر روی شیب مثبت و نیز پرش روی شیب منفی را تحلیل کرد و نتایج جالبی را ارائه داد. معادله مومنتم برای پرش بر روی شیب منفی به صورت زیر خواهد بود:
(2-20)
در این رابطه، W وزن آب درون منشور پرش در فاصله دو عمق، و می‌باشد.
راجاراتنام(1968) معادلات نوشته شده توسط کینسواتر(1944) را دوباره مورد بررسی و بازنویسی قرار داد و معادله زیر را ارائه نمود:
(2-21)