پایان نامه عمران-سازه های هیدرولیکی::مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

دانلود پایان نامهكارشناسي ارشد در رشته مهندسي عمران (گرايش سازه‌های هيدروليكي)

با عنوان:مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

پايان نامه­ ی کارشناسي ارشد در رشته­ی مهندسي راه و ساختمان- سازه هاي هيدروليکي

 

 

مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

استادان راهنما

دکتر ناصر طالب بيدختي

دکتر اسداله مردشتي

 

 

اسفند ماه 1389

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکيده

 

مدل سازي آزمايشگاهي استهلاک انرژي شفت دندانه اي (سرريز) وبررسي کارايي آن

 

 

به کوشش

رضا رضائي

 

در طراحي و ساخت سرريزها همواره موضوع استهلاک انرژي از اهميت خاصي برخوردار بوده است. در اين راستا روشهاي متعددي جهت ارتقاء راندمان مطمئن استهلاک انرژي انجام شده است که بسته به نوع سرريز ممکن است اين استهلاک در انتهاي آن صورت پذيرد، مانند استفاده از حوضچه هاي آرامش، جام پرتابي و… ، و يا در طول سرريز رخ دهد، همانند سرريز هاي پلکاني و پله حوضچه اي که باعث کوچکتر و يا حذف شدن حوضچه آرامش مي گردد. در همين راستا در تحقيق حاضر طرح سرريزي پيشنهاد مي گردد که استهلاک انرژي آن بالغ بر 90% و اين استهلاک در طول آن صورت مي گيرد. طرح هندسي اين سرريز به صورت يک شفت قائم مستطيلي است که در دو وجه روبروي هم (دو وجه موازي با محور سد) داراي دندانه هايي پله مانند در فواصل مختلف مي باشد که جريان خروجي از سد به صورت زيگزاگ و آبشار مانند در طول اين شفت به سمت پايين حرکت مي کند و در اين مسير به صورت يک جريان دوفازي کاملاً مغشوش و هواگيري شده در مي آيد و در نهايت از سازه انتهايي آن خارج مي شود. به دليل همين فرم هندسي خاص نام شفت دندانه اي براي آن انتخاب شده است. مطالعه طرح مذکور به صورت مدل سازي آزمايشگاهي بوده است که در آن با ترکيب 3 اندازه مختلف براي هر کدام از ابعاد شفت قائم، ابعاد دندانه ها و فواصل آنها از يکديگر و يک حالت شفت بدون هيچ دندانه اي از جنس شيشه و قاب فلزي در 28 طرح هندسي مختلف ساخته شده است. در تمامي اين مدلها ارتفاع و عرض شفت قائم ثابت و به ترتيب برابر با 5/3 و 30/0 متر مي باشدکه در هشت دبي 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 ليتر بر ثانيه، جمعاً در224 حالت مورد آزمايش قرار گرفته و نتايج مطلوبي از نظر راندمان استهلاک انرژي بدست آمده است. نتايج حاکي از آن است که ميزان استهلاک انرژي که در طول اين سرريز رخ مي دهد بالغ بر 90% ميرسد.

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                         صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1- کليات…………………………….. 2

1-2- انواع سرريز ………………………. 3

1-3- هدف تحقيق ………………………… 5

1-4- اهميت تحقيق……………………….. 7

1-5- نو آوري…………………………… 8

1-6- گفتار هاي پايان نامه……………….. 8

 

فصل دوم: مروري بر تحقيقات گذشتگان

2-1-کلیات……………………………… 11

2-2- سازه هاي ريزشي…………………….. 11

2-2-1- مکانيزم برخورد درسازه هاي برخوردي… 14

2-3 -سازه هاي ريزشي گردابي………………. 19

2-3-1- سازه ورودي…………………….. 20

2-3-2- معادله دبي…………………….. 20

2-3-3- شفت ريزشي گردابي با تيغه هاي راهنما. 21

2-3-3-1- جريان در شفت………………… 22

 

فصل سوم: شفت دندانه اي

3-1- کليات…………………………….. 28

3-2- ساختار سرريز شفت دندانه اي………….. 29

 

عنوان                                         صفحه

 

فصل چهارم: ساختار آزمايشي تحقيق

4-1- کليات…………………………….. 31

4-2- سيماي مجموعه آزمايشگاهي…………….. 32

4-3- تجهيزات اندازه گيري………………… 36

4-3-1 فلومتر الکترو مغناطيسي فلنجي مگاب 3000    36

4-3-2- دور سنج ليزري………………….. 37

4-3-3- چرخ آبي مدور…………………… 37

4-3-4- پيزومتر مخزن آرامش در بالا دست شفت سرريز  38

4-3-5- دور سنجي چرخ آبي در ابتداي خروجي شفت 38

4-4- مدلهاي هيدروليکي……………………………………………………………………………………. 39

4-5- آناليز ابعادي و تعيين پارامترهاي موثر………………………………………………………………………………………. 53

4-6- روش چرخ آبي مدور و کاليبراسيون آن به منظور ارزيابي جريان دوفازي………………………………… 56

4-7- سرعت دوراني چرخ آبي و ارتباط آن با استهلاک انرژي  58

4-8- محاسبه انرژي با قيمانده جريان در خروجي سرريز و ميزان استهلاک

انرژي در هر مدل………………………… 68

4-10- زمان تحقيق……………………….. 70

 

فصل پنجم: تجزيه و تحليل نتايج

5-1- کليات…………………………….. 72

5-2- ارزيابي ميزان استهلاک انرژي شفت دندانه اي و بررسي کارايي آن……………………………………. 73

5-2-1- بررسي و مقايسه مدلها از نظر هيدروليکي. 99

5-3- نتايج حاصل از مقايسه مدلهاي مختلف با يکديگر جهت ارائه

طرح بهينه……………………………… 102

5-4-پوشهاي جريان در مدلهاي مختلف…………. 104

 

فصل ششم: نتيجه گيري و پيشنهادات

6-1- نتيجه گيري………………………… 119

6-2- پيشنهادات…………………………. 120

 

فهرست منابع و مأخذ……………………….. 121

 

 

 

فهرست جدول ها

 

 

عنوان                                         صفحه

 

جدول 4-1: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 1 44

جدول 4-2: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 2 48

جدول 4-3: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت تيپ 3 ……………………………………….. 52

جدول 4-4: خلاصه ابعادي آزمايشهاي صورت گرفته بر روي شفت بدون دندانه ……………………………………….. 52

جدول 4-5 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 3%……………………………………….. 59

جدول 4-6 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 5%……………………………………….. 60

جدول 4-7 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 8%……………………………………….. 61

جدول 4-8 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 10%……………………………………………………. 62

جدول 4-9 : رابطه دبي و عمق متوسط در کانال با شيب 13.8%….. 63

جدول 4-10 : مشخصات هيدروليکي جريان براي حالت فاصله چرخ آبي از کف

کانالmm 6-کل دبيها و شيبها……………….. 64

جدول 4-11 : مشخصات هيدروليکي جريان براي حالت فاصله چرخ آبي از کف

کانالmm 30-کل دبيها و شيبها………………. 65

جدول 4-12 : مشخصات هيدروليکي جريان براي هر دو حالت فاصله چرخ آبي از

کف کانال 6 و30 ميليمتر-کل دبيها و شيبها…… 66

ادامه جدول 4-12 : مشخصات هيدروليکي جريان براي هر دو حالت فاصله

چرخ آبي از کف کانال 6 و30 ميليمتر-کل دبيها و شيبها 67

جدول 4- 13: زمان و نيروي کار صرف شده در اين پژوهش  70

جدول 5-1: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري……………………………………. 74

جدول 5-2: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري……………………………………. 75

 

عنوان                                         صفحه

 

جدول 5-3: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 65*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري……………………………………. 76

جدول 5-4: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري……………………………………. 77

جدول 5-5: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري……………………………………. 78

جدول 5-6: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 55*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري……………………………………. 79

جدول 5-7: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 35*30 سانتي متري……………………………………. 80

جدول 5-8: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 30*30 سانتي متري……………………………………. 81

جدول 5-9: مشخصات هيدروليکي و ميزان استهلاک انرژي در مدلهاي با شفت 45*30

سانتي متر در پلان و 350 سانتي متر ارتفاع با دندانه هاي 25*30 سانتي متري……………………………………. 82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوان                                         صفحه

 

شکل 1-1 : انواع اصلي سرريز………………… 3

شکل 1-2: اتصال بين سرريز مستقيم و استهلاک کننده انرژي   4

شکل 1-3: سرريز پله-حوضچه اي……………….. 4

شکل 1-4: اتصال بين سرريز و پاياب…………… 5

شکل 1-5: فرم کلي سرريز پيشنهادي…………… 6

شکل 2-1: انواع جريان در آبشار ريزشي در کانال منشوري مستطيلي 12

شکل 2-2: سازه ريزشي توسعه یافته…………… 12

شکل 2-3: ريزش جت در يک حوضچه با کف افقي……. 15

شکل 2-4: ضربه جت………………………… 16

شکل2-5: a) جت برخوردي محدود شده از جوانب b) زاويه برخورد δi 17

شکل 2-6: شماي کلي شفت ريزشي آبشاري در Roman aqueduct

و3 رژيم مختلف شکل گرفته در آن……………… 18

شکل 2-7: طرح Vortex drop……………………… 19

شکل 2-8: شفت گردابي………………………. 21

شکل 2-9: المانهاي ايجاد کتتده بالشتک آبي مناسب 24

شکل 2-10: طرح مدل آزمايش شده سازه جديد ريزشي گردابي توسط    25

شکل 4-1: سيستم آزمايشگاهي شفت دندانه اي به صورت شماتيک همراه با جزئيات………………………………….. 33

شکل 4-2 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب و راست……………………………………. 33

شکل 4-3 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب و چپ  34

شکل 4-4 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از عقب . 34

شکل 4-5 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو… 35

 

عنوان                                         صفحه

 

شکل 4-6 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو و راست…  35

شکل 4-7 : تصوير سيستم آزمايشگاهي- ديد از جلو و چپ  36

شکل 4-8 : فلومتر الکترو مغناطيسي فلنجي مگاب 3000   37

شکل 4-9: دور سنج ليزري……………………. 37

شکل 4-10 : چرخ آبي مدور استفاده شده از نماهاي مختلف 38

شکل 4-11 : پيزومتر مخزن آرامش در بالا دست شفت سرريز 38

شکل 4-12: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 65*30 سانتي متر در پلان

الف) با6 دندانه با رويه 35*30 سانتي متري   ب) با 8 دندانه با رويه 3*30 سانتيمتري

پ) با 10دندانه با رويه 35*30 سانتيمتري……. 41

ادامه شکل 4-12: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 65*30 سانتي متر در پلانالف) با 6

دندانه با رويه 30*30 سانتي متري ب) با 8 دندانه با رويه 30*30 سانتيمتري پ) با 10

دندانه با رويه 30*30 سانتيمتري…………….. 42

ادامه شکل 4-12: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 65*30 سانتي متر در پلان الف) با

8 دندانه با رويه 25*30 سانتي متري ب) با 10 دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري پ) با

12 دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري…………. 43

شکل 4-13: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 55*30 سانتي متر در پلان الف) با 6

دندانه با رويه 35*30 سانتي متري ب) با 8 دندانه با رويه 35*30 سانتيمتري پ) با 10

دندانه با رويه 35*30 سانتيمتري…………….. 45

ادامه شکل 4-13: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 55*30 سانتي متر در پلان الف) با 6

دندانه با رويه 30*30 سانتي متري ب) با 8 دندانه با رويه30*30 سانتيمتري پ) با 10

دندانه با رويه 30*30 سانتيمتري…………….. 46

ادامه شکل 4-13: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 55*30 سانتي متر در پلان الف) با 8

دندانه با رويه 25*30 سانتي متري ب) با 10 دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري پ) با 12

دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري…………….. 47

شکل 4-14: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 45*30 سانتي متر در پلان الف) با 6

دندانه با رويه 35*30 سانتي متري ب) با 8 دندانه با رويه 35*30 سانتيمتري پ) با 10

دندانه با رويه 35*30 سانتيمتري…………….. 49

ادامه شکل 4-14: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 45*30 سانتي متر در پلان الف) با 6

دندانه با رويه 30*30 سانتي متري ب) با 8 دندانه با رويه 30*30 سانتيمتري پ) با 10

دندانه با رويه 30*30 سانتيمتري…………….. 50

عنوان                                         صفحه

 

ادامه شکل 4-14: حالتهاي مختلف مدل با شفت قائم 45*30 سانتي متر در پلان الف)

با 8 دندانه با رويه 25*30 سانتي متري ب) با 10 دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري

پ) با 12 دندانه با رويه 25*30 سانتيمتري……. 51

شکل 4-15: مدل با شفت قائم 65*30 سانتي متر در پلان بدون دندانه……………………………………….. 52

شکل 4-16 : ماکزيمم ارتفاع موثر بر سرعت دوراني چرخ  58

شکل 4-17: رابطه دبي بر حسب عمق در کانال با شيب 3%  59

شکل 4-18 : رابطه دبي بر حسب عمق در کانال با شيب 5% 60

شکل 4-19 : رابطه دبي بر حسب عمق در کانال با شيب 8% 61

شکل 4-20 : رابطه دبي بر حسب عمق در کانال با شيب 10% 62

شکل 4-21 : رابطه دبي بر حسب عمق در کانال با شيب8/13%    63

شکل 4-22 : رابطه دور بر دقيقه چرخ آبي با مربع سرعت جريان در دو حالت فاصله

چرخ از کف کانال………………………….. 65

شکل 4-23 : رابطه دور بر دقيقه چرخ آبي با مربع سرعت جريان در کل دبيها و شيبها

و فواصل مختلف چرخ آبي از کف کانال ………… 68

شکل 5-1 : مقايسه استهلاک انرژي نسبت به دبي جريان جهت شفت 65*30

سانتيمتري با تغيير تعداد دندانه ها الف) با دندانه هاي 35 سانتي متري

(6، 8 و 10 دندانه) ب) بادندانه هاي30 سانتي متري (6، 8 و 10 دندانه) پ) با

دندانه هاي 25 سانتي متري (8، 10 و 12دندانه… 83

شکل 5-2 : مقايسه استهلاک انرژي نسبت به دبي جريان جهت شفت 55*30

سانتيمتري با تغيير تعداد دندانه ها الف) با دندانه هاي 35 سانتي متري

(6، 8 و 10 دندانه) ب) با دندانه هاي 30 سانتي متري (6، 8 و 10 دندانه) پ) با

دندانه هاي 25 سانتي متري (8، 10 و 12 دندانه).. 84

شکل 5-3 : مقايسه استهلاک انرژي نسبت به دبي جريان جهت شفت 45*30

سانتيمتري با تغيير تعداد دندانه ها الف) با دندانه هاي 35 سانتي متري (6، 8 و 10 دندانه)

ب) بادندانه هاي 30 سانتي متري (6، 8 و 10 دندانه) پ) با دندانه هاي 25 سانتي متري

(8، 10 و 12 دندانه)……………………… 86

شکل 5-4 : مقايسه ميزان استهلاک نسبي انرژي در برابر دبي، براي مدلهايي که

بيشترين مقدار استهلاک انرژي را در شفت با اندازه 65*30 سانتيمتري در هر 3 نوع

دندانه (35، 30 و 25 سانتي متري) را دارند…………………………………… 87

 

عنوان                                         صفحه

 

شکل 5-5 : مقايسه ميزان استهلاک نسبي انرژي در برابر دبي، براي مدلهايي که

بيشترين مقدار استهلاک انرژي را در شفت با اندازه 55*30 سانتيمتري در هر 3 نوع

دندانه (35، 30 و 25 سانتي متري) را دارند………………………………….. 88

شکل 5-6 : مقايسه ميزان استهلاک نسبي انرژي در برابر دبي، براي مدلهايي که

بيشترين مقدار استهلاک انرژي را در شفت با اندازه 45*30 سانتيمتري در هر 3 نوع

دندانه (35، 30 و 25 سانتي متري) را دارند……………    88

شکل 5-7 : مقايسه ميزان استهلاک نسبي انرژي در برابر دبي، براي مدلهايي که

بيشترين مقدار استهلاک را در هر سه سايز شفت (65*30 ، 55*30 و 45*30

سانتيمتري) در هر 3 نوع دندانه (35، 30 و 25 سانتيمتري) را دارند……………………………………….. 89

شکل شماره 5-8: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي، جهت شفت با

اندازه 65*30 سانتيمتري با تغيير در اندازه دندانه ها الف) با 6 دندانه در اندازه هاي

35، 30 و 25 سانتيمتري ب) با 8 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري

پ)با 10 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري………………………………. 90

شکل شماره 5-9: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي، جهت شفت

با اندازه 55*30 سانتيمتري با تغيير در اندازه دندانه ها الف) با 6 دندانه در اندازه هاي

35، 30 و 25 سانتيمتري ب) با 8 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري

پ) با 10 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري………………………………. 91

شکل شماره 5-10: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي، جهت شفت

با اندازه 45*30 سانتيمتري با تغيير در اندازه دندانه ها الف) با 6 دندانه در اندازه هاي

35، 30 و 25 سانتيمتري پ) با 8 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري

پ) با10 دندانه در اندازه هاي 35، 30 و 25 سانتيمتري…   93

شکل شماره 5-11: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي جهت سه سايز

مختلف شفت (65*30، 55*30 و 45*30 سانتيمتري) با تعداد دندانه هاي مساوي

و هم اندازه الف) با 6 دندانه 35 سانتيمتري ب) با 8 دندانه 35 سانتيمتري

پ) با 10 دندانه 35 سانتيمتري………………. 95

شکل شماره 5-12: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي جهت سه سايز

مختلف شفت (65*30، 55*30 و 45*30 سانتيمتري) با تعداد مساوي دندانه هاي 30

سانتي متري الف) با 6 دندانه 30 سانتيمتري ب) با 8 دندانه 30 سانتيمتري

پ) با 10 دندانه30 سانتيمتري………………. 96

 

عنوان                                         صفحه

 

شکل شماره 5-13: تغييرات ميزان استهلاک نسبي انرژي بر حسب دبي جهت

سه سايز مختلف شفت(65*30، 55*30 و 45*30 سانتيمتري) با تعداد مساوي

دندانه هاي 25 سانتي متري الف) با 8 دندانه 25 سانتيمتري ب) با 10 دندانه 25

سانتيمتري پ) با 12 دندانه 25 سانتيمتري……. 98

شکل 5-14: پوش جريان براي مدل شماره 1 با شفت 65*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 35*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه – جريان از نوع 1 ……………………………………… 105

شکل 5-15: پوش جريان براي مدل شماره 1 با شفت 65*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 35*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 105

شکل 5-16: پوش جريان براي مدل شماره 4 با شفت 65*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………….. 106

شکل 5-17: پوش جريان براي مدل شماره 4 با شفت 65*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 106

شکل 5-18: پوش جريان براي مدل شماره 4 با شفت 65*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 107

شکل 5-19: پوش جريان براي مدل شماره 5 با شفت 65*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………….. 107

شکل 5-20: پوش جريان براي مدل شماره 5 با شفت 65*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 108

شکل 5-21: پوش جريان براي مدل شماره 5 با شفت 65*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 108

شکل 5-22: پوش جريان براي مدل شماره 6 با شفت 65*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………….. 109

شکل 5-23: پوش جريان براي مدل شماره 6 با شفت 65*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 109

شکل 5-24: پوش جريان براي مدل شماره 6 با شفت 65*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 110

شکل 5-25: پوش جريان براي مدل شماره 7 با شفت 65*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………….. 110

شکل 5-26: پوش جريان براي مدل شماره 9 با شفت 65*30 سانتيمتر و 12 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 (ريزش از وسط) …………………………… 111

عنوان                                         صفحه

 

شکل 5-27: پوش جريان براي مدل شماره 9 با شفت 65*30 سانتيمترو 12 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………… 111

شکل 5-28: پوش جريان براي مدل شماره 9 با شفت 65*30 سانتيمترو 12 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 در دندانه هاي

بالايي و نوع 1 در دندانه هاي پاييني ……….. 112

شکل 5-29: پوش جريان براي مدل شماره 13 با شفت 55*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………….. 113

شکل 5-30: پوش جريان براي مدل شماره 13 با شفت 55*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 113

شکل 5-31: پوش جريان براي مدل شماره 13 با شفت 55*30 سانتيمتر و 6 دندانه

با رويه 30*30 سانتي متري در دبي 40 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 ……………………………………… 114

شکل 5-32: پوش جريان براي مدل شماره 21 با شفت 45*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 35*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………….. 114

شکل 5-33: پوش جريان براي مدل شماره 21 با شفت 45*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 35*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 و تاحدودي 3 …………………………… 115

شکل 5-34: پوش جريان براي مدل شماره 21 با شفت 45*30 سانتيمتر و 10 دندانه

با رويه 35*30 سانتي متري در دبي 35 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 3 …………………………………….. 115

شکل 5-35: پوش جريان براي مدل شماره 25 با شفت 45*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 5 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 1 و تا حدودي2 …………………………….. 116

شکل 5-36: پوش جريان براي مدل شماره 25 با شفت 45*30 سانتيمترو 8 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 20 ليتر در ثانيه- جريان از نوع 2 ……………………………………… 116

شکل 5-37: پوش جريان براي مدل شماره 25 با شفت 45*30 سانتيمتر و 8 دندانه

با رويه 25*30 سانتي متري در دبي 35 ليتر در ثانيه- جريان از نوع2 و تا حدودي 3 ……………………………. 117

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست علائم اختصاري

 

 

Ca: غلظت مکاني هوا، که به صورت نسبت واحد حجم هوا به واحد حجم مخلوط آب و هوا تعريف مي شود

Cmean: غلظت متوسط هواي جريان که بر حسب عمق متوسط گيري شده است

d: عمق جريان

D: قطر شفت

dc: عمق بحراني جريان

dw: عمق معادل ستون آب خالص (بدون هوا)

Eδ مقدار انرژي تلف شده در طول سرريز

e: عدد نپر

ΔE: تغييرات ارتفاع (بلنداي) کل انرژي جريان

E: ارتفاع (بلنداي) کل انرژي جريان

E0: انرژي کل جريان در بالادست سرريز (داخل مخزن) نسبت به تراز کف خروجي سرريز

F: عدد فرود

g: شتاب جاذبه زمين

h: عمق جریان در بالا دست

H: فاصله قائم تراز کف ورودي سرريز در بالا دست تا تراز کف خروجي سرريز

Hdam: ارتفاع سد يا سرريز سد

L طول روي هر دندانه (پله) در جهت جريان

λ: ضريب مقياس (λ=lp/lm نسبت ابعادي نمونه اصلي به مدل)

μw : لزجت ديناميکي آب

Q: دبي کل جريان

QD: دبي طراحی

q: دبي جريان در واحد عرض

R: شعاع هيدروليکي

Re: عدد رينولدز

Sf : شیب اصطکاکی

ρ: جرم حجمي

wρ: جرم حجمي آب

σ: کشش سطحي آب

Uw: سرعت متوسط جريان

V : سرعت متوسط جريان

W: عرض سرريز

We: عدد وبر

y: عمق متوسط جريان در خروجي سرريز

z : فاصله بين هر دو دندانه متوالي

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

 

1-1-کليات

 

در طراحي سد بايد اصول هيدروليک رعايت شود تا پايداري سد به خطر نيافتد. از جمله اين اصول ساخت سرريزي متناسب با سد مورد نظر جهت تخليه آب اضافي از مخزن مي باشد. سرريز عبارت است از سازه اي که آب اضافي را خصوصاً در زمانهاي سيلابي که جريان آب براي بدنه سد و تاسيسات وابسته خطر ايجاد مي کند و ممکنست باعث خرابي آنها شود، دفع کند و به همين سبب ضرورت دارد که سرريزي جهت دفع سيلاب و محافظت از سد و تاسيسات وابسته در نظر گرفته شود.

سرريزها به انواع مختلف تقسيم بندي مي شوند. انتخاب نوع سرريز بستگي به فاکتورهايي از قبيل: نوع سد، دبي طرح، وضعيت فونداسيون، توپوگرافي و شرايط اقتصادي طرح دارد. سرريزهايي که در بدنه خود سد وزني بتني ساخته مي شود، از نوع سرريزهاي روگذر[1] مي باشند. اين نوع سرريز ممکن است همراه سدهاي قوسي يا پايه دار نيز به کار برده شود. انواع ديگر سرريزها که به صورت جدا از بدنه سد طراحي مي شوند عبارتند از: سرريز جانبي[2]، سرريز نيلوفري[3]، سرريز شوت[4] و سرريز سيفوني[5]. انواع ديگري از سرريزها نيز وجود دارند که به همراه سدهاي کوچک به کار برده مي شوند و قدرت دفع دبي اندکي دارند اين سرريزها عبارتند از: سرريز با ورودي قائم[6] وسرريز با ورودي جعبه اي[7]. به طورکلي در طراحي سرريز سد، دبي طرح با دوره بازگشت معين انتخاب مي شود که بستگي به اهميت طرح دارد. سرريز بايد قادر باشد دبي طرح را در موقع سيلابي به طريقي دفع کند که صدمه اي به بدنه سد وارد نگردد.[1]

 

 

 

1-2- انواع سرريز [2]

 

سازه روگذر يا سرريز را بسته به شرايط محل و خصوصيا ت هيدروليکي به صورتهاي مختلفي مي توان طراحي کرد مانند:

  • سرريز جلويي[8] ( مستقيم )
  • سرريز جانبي[9]
  • سرريز لاله اي[10]

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1-1 : انواع اصلي سرريز: a) مستقيم، b) جانبي، c) لاله اي. [2]

 

در سازه هاي ديگري مانند سرريز کنگره اي[11] از سرريز مستقيم استفاده ميشود که تاج آن در پلان به شکل مثلثي يا ذوزنقه هاي متوالي است. نوع ديگر آن، سريز روزنه اي[12] است که در سدهاي قوسي استفاده مي شود.

سرريز لاله اي در سال 1930 معرفي و اقتصادي بودن آن ثابت شده است، مشروط به آنکه تونل انحراف را بتوان به عنوان مجراي افقي اين سرريز استفاده کرد. سازه اين سرريز شامل سه قسمت اصلي است که عبارت است از : آبگير، مجراي عمودي با يک زانوي 90 درجه و يک تونل تقريباً افقي. به منظور جلو گيري از خسارت ناشي از کاويتاسيون، هوا از طريق مجراي هواده در محل تبديل بين مجراي عمودي و تونل افقي تامين مي شود

استفاده از سرريز جانبي در مناطقي که استفاده از سرريز مستقيم عملي نيست، مانند سدهاي خاکي يا وقتي که موقيعت ديگري در کنار سد ارتباط بهتر و آسانتري را با حوضچه آرامش امکان پذير مي سازد، مناسب است.

سرريز مستقيم ( اوجي[13]) به دليل ساده بودن و امکان برقراري ارتباط مستقيم مخزن با پاياب، سرريز استانداردي است که بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد. اين نوع سرريز را معمولا مي توان در هر دو نوع سد قوسي و وزني استفاده کرد.

قسمت پايين دست سرريز مستقيم ممکن است شکلهاي مختلفي داشته باشد. معمولا يک مجرايي ( شوت يا تنداب ) به تاج سرريز متصل مي شود و به عنوان سازه انتقالي بين تاج سرريز و سازه استهلاک کننده انرژي عمل ميکند (شکل a-2). همچنين اين سرريز را مي توان روي سد قوسي ساخت در اين حالت جريان عبوري از روي آن به پاياب مي ريزد، در اين حالت ديوار پايين دست سرريز، همان وجه پايين دست سد است(شکل b-2). در نوع ديگري از طراحي، از سرريزهاي متوالي[14] ( پلکاني ) استفاده مي شود که در آن، استهلاک انرژي از انتهاي تاج تا محل پاياب ( در کل طول سرريز ) صورت مي گيرد و بدين ترتيب از طول حوضچه آرامش مي توان کاست (شکل c-2)، همچنين نوع جديدي از سرريز پلكاني با عنوان سرريز پله-حوضچه اي، با الهام از فرآيند طبيعي فرم پله حوضچه اي در بستر رودخانه هاي كوهستاني با شيب زياد، با رويكرد افزايش مطمئن زبري شكل بستر نيز ارائه گرديده است (شکل 3) [3].

 

[1] – Overflow spillways

[2] – Side spillways

[3] – Morning glory spillways

[4] – Concrete chute spillways

[5] – Siphon spillways

[6] – Drop inlet spillways

[7] – Box inlet spillways

[8] – Frontal overflow

[9] – Side channel overflow

[10] – Shaft overflow

[11] – Labyrinth spillway

[12] – Orifice spillway

[13] – Ogee

[14] – Cascade

***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :151

قیمت : 14700 تومان

***

—-

:       

****         info@elmyar.net

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

2 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.