هیدرولیک و اطلاعات

دانلود پایان نامه

(2-7)
افت نسبی انرژی در پرش کلاسیک بصورت زیر تعریف می‌شود:
(2-8)
که در آن، E1 وE2 به ترتیب انرژی مخصوص در مقطع اولیه و ثانویه پرش می‌باشد. همچنین افت نسبی انرژی با تقریب بصورت زیر نیز بیان می‌شود:
(2-9)
با توجه به این رابطه می‌توان نشان داد که برای میزان افت نسبی، کمتر از 30%، برای ، حدود 50% و برای ، مقدار افت نسبی بیشتر از 70% خواهد بود. پس از آن تحقیقات گستردهای روی پدیده پرش هیدرولیکی برای پی بردن به مکانیسم آن انجام شد. این تحقیقات در جهت یافتن اطلاعاتی در مورد طول، ارتفاع، مقدار افت حاصل از پرش و راندمان آن بود. برای مثال میتوان به مطالعات انجام شده توسط مریمام(1894)اشاره کرد. او ضمن تحقیقاتش، مقدار بار سرعت تلف شد را بررسی کرده و آن را معادل بدست آورد ودریافت که این اتلاف هد به دو طریق صورت میگیرد، یکی دراثر ایجاد ضربه که مقدار آن برابر است باو دیگری به وسیله نیروی بالا برنده ناشی از کل مقدار آب که ارتفاع آن برابربا می باشد. بر اساس این نتایج، فرمول زیر را برای عمق مزدوج ارائه داد:
(2-10)
المز(1928) اشاره کرد که تفاوت موجود بین بارهای سرعت میبایست مساوی تفاوت بین ارتفاع‌های مرکز ثقل جرم آب در نظر گرفته شود. با وجود این فرض، او به معادله زیر برای عمق مزدوج پرش دست یافت:
(2-11)
سارفرانز(1933) با انجام آزمایشاتی به یک نتیجه تجربی برای محاسبه طول پرش هیدرولیکی دست یافت که عبارتست از:
(2-12)
بخماتف(1936) با بررسی‌هایی در کانال‌های مستطیلی با شیب کف افقی، معادله زیر را با در نظر گرفتن عمق بحرانی ارائه دادند:
(2-13)
همچنین آنها مقدار افت انرژی را به صورت تابعی از عدد فرود و عمق اولیه پرش به فرم زیر بهدست آوردند و رابطه تجربی را نیز برای محاسبه طول پرش به صورت تابعی از ارتفاع پرش(Hj) ارائه دادند:
(2-14)
(2-15)
2-2-2- کانال های غیر مستطیلی
با روشن شدن مجهولات در کانالهای مستطیلی با شیب کف افقی، به تدریج مطالعات در کانالهای غیر مستطیلی و یا استفاده از روشهایی جهت کوتاهتر کردن طول حوضچه آرامش آغاز شد.
پوسِی و هسینگ(1938) تاثیر شیب جانبی را بر طول جهش در حوضچه ذوزنقهای بررسی کردند. در این پژوهش با استفاده از نتایج بدست آمده از آزمایشهایی که بر روی یک مدل آزمایشگاهی با شیبهای جانبی 5/0: 1 تا 1:2 صورت گرفت، مشخص شد که کاهش شیب جانبی باعث افزایش طول جهش نسبت به جهش کلاسیک میشود.
وانوسچک و هاگر(1989) ضمن ارائه رابطه تئوری مبتنی بر اصول پیوستگی و مومنتم برای نسبت عمق ثانویه در مقاطع ذوزنقهای، خصوصیات پرش را در این گونه مقاطع، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار داد. از مهمترین نتایج بهدست آمده در این تحقیق که برای کانال ذوزنقهای با شیب جانبی 1:1 صورت گرفت، میتوان به کاهش نسبت عمق ثانویه، افزایش طول جهش، نامتقارن بودن پیشانی جهش و وجود گردابههای طولی در امتداد دیوارهای طولی حوضچه، اشاره کرد.
امید(1376) خصوصیات و عملکرد پرش هیدرولیکی در حوضچههای آرامش ذوزنقهای را به صورت تئوری و آزمایشگاهی مورد بررسی قرار داد. ایشان بر روی یک مدل آزمایشگاهی با مقاطع مستطیلی و ذوزنقهای با شیبهای جانبی مختلف و اعداد فرود 2 تا 9 کار کرده و پارامترهای مهم پرش از جمله طول پرش را مورد بررسی قرار دادند. براساس نتایج ایشان، کاهش شیب جانبی باعث افزایش طول نسبی پرش، افزایش افت نسبی انرژی و کاهش عمق ثانویه نسبت به پرش کلاسیک میشود.
راجاراتنام(1967) سری اول آزمایشات خود را در کانالی با زاویه 47 درجه و سری دوم را با زاویه 60 درجه انجام داد. نتایج نشان داد که به طور کلی معادله مومنتم برای ارزیابی نسبت عمق ثانویه پرش کارایی دارد، هر چند که دادههای آزمایشگاهی وی تا حدی پایینتر از نسبت تئوری عمق ثانویه بودند. همچنین وانوسچک و هاگر(1987) با در نظر گرفتن عدد فرود جریان ورودی به صورت رابطه زیر، به یک راه حل برای نسبت عمق ثانویه و افت انرژی نسبی در طول پرش هیدرولیکی در کانال مثلثی به صورت زیر دست یافتند: