پایان­ نامه کشاورزی گرایش آبیاری و زهکشی:تأثير زبری سطح با شيب معکوس بر روی مشخصات هيدروليكي پرش

دانلود پایان­ نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی کشاورزی گرایش آبیاری و زهکشی

باعنوان:تأثير زبری سطح با شيب معکوس بر روی مشخصات هيدروليكي پرش

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

دانشكده كشاورزي

بخش مهندسي آب

پايان نامه كارشناسي ارشد در رشته مهندسي كشاورزي(آبياري و زهكشي)

تأثير زبری سطح با شيب معکوس بر روی مشخصات هيدروليكي پرش

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

 

چكيده

 

تأثير زبری سطح باشيب معکوس بر روی مشخصات هيدروليكي پرش

 

 

 

متداول‌ترين روش برای استهلاک انرژی سينماتيک آب در پايين دست سرريزها، دريچه‌ها و تند آب‌ها، استفاده از پرش هيدروليکی است. اين پديده از تغيير حالت جريان فوق بحراني به زير بحراني به وجود مي‌آيد. به منظور کنترل اين پديده در پايين دست سازه‌های ياد شده، نياز به ساخت حوضچه آرامش می‌باشد. تحقيقات بسياری در خصوص پرش هيدروليکی بر روي بستر‌هاي زبر و سطوح صاف صورت گرفته اما تاكنون بر روي شيب‌هاي معكوس همراه با زبري تحقيقات كافي انجام نشده است. لذا هدف از انجام اين تحقيق بررسی اثر ميزان زبری و شيب معکوس بر خصوصيات هيدروليكي پرش و تغييرات افت انرژي در حوضچه آرامش با شيب کف منفی و سه نوع زبري متفاوت مي‌باشد. با توجه به نتايج حاصله مقادير عمق نسبی پرش در حوضچه آرامش با شيب کف منفی همراه با زبري نسبت به حالت افقی کاهش می‌يابد. همچنين زبري سطوح همراه با شيب کف منفی، طول پرش را نسبت به پرش کلاسيک بطور متوسط6/39 درصد کاهش داده است. همچنين به طور متوسط مقدار افت نسبي در حالت شيب منفي و زبري حدود %21 بيشتر از حالت كلاسيك بدست آورده شد. اين نتايج نشان    مي‌دهد كه كاربرد حوضچه آرامش با شيب كف منفي و زبري سطح می‌تواند سهم بسزايی در کاهش هزينه‌های اجرايی در احداث حوضچه‌های آرامش همراه داشته باشد. در صورتيکه از روابط کلاسيک ممنتوم برای تخمين اثر زبری روی عمق ثانويه پرش و افت پرش استفاده شود، می توان تا دقت %95 به اين روابط اعتماد نمود.

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1-كليات………………………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2- جريان متغير سريع………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-3- پرش هيدروليكي……………………………………………………………………………………………………………… 4

1-4- طول پرش هيدروليكي…………………………………………………………………………………………………….. 4

1-5- ترسيم موقعيت پرش هيدروليكی……………………………………………………………………………………. 5

1-6-كاربرد پرش هيدروليكي …………………………………………………………………………………………………… 5

1-7- تقسيم‌بندی پرش هيدروليكي ………………………………………………………………………………………… 6

1-7-1- تقسيم‌بندی پرش هيدروليكي کلاسيک……………………………………………………………….. 6

1-7-2- تقسيم‌بندی پرشبر روی سطوح شيبدار………………………………………………………………… 8

1-8- حوضچه آرامش ………………………………………………………………………………………………………………. 9

1-9- اهداف تحقيق …………………………………………………………………………………………………………………. 9

 

فصل دوم: مروري بر تحقيقات انجام شده

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………12

2-2- تاريخچه تحقيقات پرش هيدروليكي روي سطوح كلاسيك…………………………………………..12

2-2-1- خصوصيات پرش هيدروليكي كلاسيك………………………………………………………………..13

2-2-2- کانال های غير مستطيلی …………………………………………………………………………………….16

2-3- جهش آبي در مجاري شيبدار ………………………………………………………………………………………..18

2-3-1- تاريخچه تحقيقات پرش هيدروليكي روي سطوح شيبدار……………………………………18

2-4- تحقيقات انجام شده بر روي بستر‌هاي زبر……………………………………………………………………..22

2-5- تحقيقات انجام شده بر روي ديواره‌هاي همگرا……………………………………………………………….30

 

فصل سوم: مواد و روشها

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………34

3-2- معرفي تجهيزات موجود در آزمايشگاه…………………………………………………………………………….34

3-3- طراحی دريچه و حوضچه آرامش با شيب کف منفی و زبری…………………………………………35

3-4- ساخت مدل……………………………………………………………………………………………………………………..37

3-4-1- تغيير شيب کف کانال در حوضچه آرامش……………………………………………………………37

3-4-2- تغييرات زبری در حوضچه آرامش………………………………………………………………………..37

3-5- روش آزمايش…………………………………………………………………………………………………………………..37

3- 6- وسايل و روش اندازه‌گيری……………………………………………………………………………………………..38

3- 6-1- اندازه‌گيری دبی جريان………………………………………………………………………………………..38

3- 6-2-اندازه‌گيری عمق جريان………………………………………………………………………………………..38

3-6-3- اندازه‌گيري طول پرش هيدروليكي……………………………………………………………………….39

3-6-4- پروفيل سطح آب…………………………………………………………………………………………………..39

3-6-5- اندازه‌گيري سرعت جريان……………………………………………………………………………………..40

3-6-6- تثبيت پرش……………………………………………………………………………………………………………40

3-7- روش تحقيق…………………………………………………………………………………………………………………….40

 

فصل چهارم: نتايج و بحث

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………44

4-1-1- بررسي عمق مزدوج پرش هيدروليكي………………………………………………………………….44

4-1-2- بررسي طول پرش هيدروليكي………………………………………………………………………………56

4-1-3- بررسي طول غلتاب پرش هيدروليكي………………………………………………………………….68

4-1-4- پروفيل‌هاي عمقي و قائم سرعت…………………………………………………………………………..79

4-1-5- پروفيل سطح آب………………………………………………………………………………………………..110

4-1-6- تغييرات افت نسبي انرژي پرش………………………………………………………………………….126

4-1-7- تنش برشي بستر…………………………………………………………………………………………………130

4-1-8- ضريب كاهش نسبت اعماق مزدوج…………………………………………………………………….134

4-1-9- ضريب تصحيح اندازه حركتβو انرژي جنبشيα……………………………………………….134

4-1-10- تعيين ضريب دريچه………………………………………………………………………………………..137

4-1-11- تعيين سرعت اوليه جريان……………………………………………………………………………….138

4-1-12- مقايسه بين روابط آزمايشگاهی و تئوری ………………………………………………………..139

4-1-13- نمونه کاربردی برای کاهش طول پرش هيدروليکی ………………………………………141

 

فصل پنجم: نتيجهگيري

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………144

5-2- نتيجه‌گيري……………………………………………………………………………………………………………………144

5-3- پيشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………….146

 

منابع

پيوست

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

 

 

عنوان و شماره                                                                                         صفحه

جدول2-1- مقاديرμ براي شيب‌هاي مختلف در رابطه (2-23)………………………………………………21

جدول 4-1- مقادير رينولدز بدست آمده در اين پژوهش………………………………………………………..45

جدول 4-2- مقادير طول نسبي پرش در بستر بدون زبري……………………………………………………..58

جدول 4-3- مقادير طول نسبي پرش در بستر با زبري mm 1………………………………………………60

جدول 4-4- مقادير طول نسبي پرش در بستر با زبري mm 4……………………………………………….62

جدول 4-5- مقادير طول نسبي پرش در بستر با زبري mm 10…………………………………………….65

جدول4-6- درصد كاهش طول پرش و غلتاب براي انواع زبري و شيب منفي………………………..79

جدول4-7- مقادير لازم براي محاسبهβوα…………………………………………………………………………….135

جدول4-8- مقادير محاسبه شده βوα……………………………………………………………………………………135

جدول 4-9- مقادير اندازه‌گيري شده براي محاسبه CV………………………………………………………..138

جدول 4-10- داده‌هاي اندازه‌گيري شده براي كاليبره كردن پيتوت……………………………………139

جدول 4-11- داده های بدست آمده برای محاسبه D2 براساس روابط تئوری …………………..141

جدول 4-12- مقاسيه داده های آزمايشگاهی و تئوری ……………………………………………………….141

جدول4-13- مقادير طول پرش هيدروليکی در معادله های مختلف …………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شكل‌ها

 

 

عنوان                                                                                                     صفحه

شكل1-1- شماتيك پرش هيدروليكي در سطح بدون زبري در …………………..7

شكل2-1- شماتيك پرش هيدروليكيدر سطح بدون زبري در …………………….7

شكل3-1-شماتيك پرش هيدروليكي در سطح بدون زبري در ……………………..7

شكل4-1-شماتيك پرش هيدروليكي در سطح بدون زبري در …………………………………8

شکل1-3- پلان و مقطع طولی فلوم آزمايشگاهی همراه با زبری و شيب منفی …………………….36

شكل2-3- پارامتر‌هاي اندازه‌گيري شده در طول آزمايش……………………………………………………….41

شكل3-3- نمايي از فلوم محل انجام آزمايشات……………………………………………………………………….41

شكل4-3- نمايي از دستگاه‌هاي الكترونيك اندازه‌گيري سرعت و عمق جريان………………………41

شكل5-3- نمايي از حوضچه آرامش با پروب‌هاي اندازه‌گيري سرعت و عمق جريان……………..42

شكل6-3- شماتيك از سطح با شيب منفي همراه با زبري بستر…………………………………………….42

شكل1-4- نسبتD2/D1در برابر براي سطح بدون زبري و شيب صفر…………………………..47

شكل2-4- نسبت D2/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %6/0-…………………….47

شكل3-4- نسبت D2/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %3/1-…………………….48

شكل4-4- نسبت D2/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %2-………………………..48

شكل 5-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب صفر………………………………49

شكل6-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب% 6/0-……………………………49

شكل7-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب% 3/1-……………………………50

شكل8-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب% 2- ………………………………50

شكل 9-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 4 و بدون شيب…………………………….51

شكل 10-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %6/0- ………………………51

شكل 11-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %3/1- ………………………52

شكل 12-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %2- ………………………….52

شكل 13-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 10 و بدون شيب………………………..53

شكل 14-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %6/0- …………………….53

شكل 15-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %3/1- ……………………54

شكل 16-4- نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %2- ………………………..54

شكل 17-4- مقايسه نسبت D2/D1 در برابر براي بستر صاف و انواع شيب منفي………..55

شكل 18-4- مقايسه نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 1 و انواع شيب منفي…….55

شكل 19-4- مقايسه نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 4 و انواع شيب منفي…….55

شكل 20-4- مقايسه نسبت D2/D1 در برابر براي زبري mm 10 و انواع شيب منفي….56

شكل 21-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب صفر……………………..58

شكل 22-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %6/0- …………………59

شكل 23-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %3/1- ………………..59

شكل 24-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %2- …………………….59

شكل 25-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 1 و بدون شيب ………………………….61

شكل 26-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 1 و شيب %6/0- ………………………..61

شكل 27-4- نسبت Lj/D2در برابر براي زبري mm 1 و شيب %3/1- …………………………61

شكل 28-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 1 و شيب %2- ……………………………62

شكل 29-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 4 و بدون شيب……………………………63

شكل 30-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %6/0- ………………………..63

شكل 31-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %3/1- ………………………..64

شكل 32-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %2- ……………………………64

شكل 33-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 10 و بدون شيب ………………………..65

شكل 34-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %6/0-……………………….66

شكل 35-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %3/1- ……………………..66

شكل 36-4- نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %2- …………………………66

شكل 37-4- مقايسه نسبت Lj/D2 در برابر براي بدون زبري و انواع شيب منفي…………67

شكل 38-4- مقايسه نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 1 و انواع شيب منفي………67

شكل 39-4- مقايسه نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 4 و انواع شيب منفي …….68

شكل 40-4- مقايسه نسبت Lj/D2 در برابر براي زبري mm 10 و انواع شيب منفي ….68

شكل 41-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي بدون زبري و شيب صفر……………………………….69

شكل 42-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %6/0- ………………..69

شكل 43-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %3/1- ………………..70

شكل 44-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي سطح بدون زبري و شيب %2- ……………………70

شكل 45-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب صفر……………………………71

شكل 46-4- نسبت Lr/D1در برابر براي زبري mm 1 و شيب %6/0- …………………………71

شكل 47-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب %3/1- ……………………….71

شكل 48-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 1 و شيب %2-……………………………72

شكل 49-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب صفر……………………………72

شكل 50-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %6/0- ……………………….73

شكل 51-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %3/1- …………………….73

شكل 52-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 4 و شيب %2- …………………………..73

شكل 53-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب صفر………………………….74

شكل 54-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %6/0- …………………….74

شكل 55-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %3/1- …………………….75

شكل 56-4- نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 10 و شيب %2- ………………………..75

شكل 57-4- مقايسه نسبت Lr/D1در برابر براي بدون زبري و انواع شيب منفي…………76

شكل 58-4- مقايسه نسبت Lr/D1 در برابر زبري mm 1 و انواع شيب منفي ……………..76

شكل 59-4- مقايسه نسبت Lr/D1 در برابر زبري mm 4 و انواع شيب منفي ……………..76

شكل 60-4- مقايسه نسبت Lr/D1 در برابر براي زبري mm 10 و انواع شيب منفي ….77

شكل 61-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1 براي تمامي داده‌هاي آزمايش…………………………….77

شكل 62-4- نسبت Lr/D1 در برابر D2/D1-1 براي تمامي داده‌هاي آزمايش………………………..78

شكل63-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، بدون زبري و شيب %6/0- ……………..81

شكل 64-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s40 ، بدون زبري و شيب %3/1- …………..81

شكل65-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، بدون زبري و شيب %2- …………………81

شكل 66-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %6/0- …………..82

شكل 67-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %3/1- …………82

شكل 68-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %2-………………82

شكل69-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، بدون زبري و شيب %6/0-……………..83

شكل70-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s50 ، بدون زبري و شيب %3/1-………………83

شكل71-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، بدون زبري و شيب %2-…………………83

شكل72-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 ، شيب صفر………………..84

شكل73-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 ، شيب %6/0-…………….84

شكل74-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 ، شيب %3/1-……………84

شكل75-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 ، شيب %2-………………..85

شكل 76-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm 1 ، شيب %6/0-………….85

شكل 77-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm 1 ، شيب %3/1-…………85

شكل 78-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 1 ، شيب %2- ……………..86

شكل 79-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50، زبريmm 1 ، شيب صفر………………..86

شكل 80-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 1 ، شيب %6/0-…………..86

شكل81-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 1 ، شيب %3/1-……………87

شكل82-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 1 ، شيب %2- ………………87

شكل83-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s40 ، زبري mm 4 ، شيب صفر ……………..87

شكل84-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s40 ، زبري mm 4 ، شيب %3/1-…………..88

شكل 85-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm 4 ، شيب صفر……………..88

شكل 86-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm 4 ، شيب %6/0- ………..88

شكل 87-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 4 ، شيب %3/1- …………89

شكل 88-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm 4 ، شيب %2- ……………89

شكل 89-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 4 ، شيب صفر………………89

شكل90-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s50 ، زبري mm 4 ، شيب %6/0-…………….90

شكل 91-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 4 ، شيب %3/1-……………90

شكل 92-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 4 ، شيب %2-………………..90

شكل 93-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s40 ، زبريmm 10 ، شيب صفر……………91

شكل94-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s40 ، زبريmm 10 ، شيب %6/0-………….91

شكل 95-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s 40، زبريmm 10 ، شيب %3/1-………….91

شكل 96-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 10 ، شيب %2-……………..92

شكل 97-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 10 ، شيب صفر …………..92

شكل98-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 10 ، شيب%6/0-…………..92

شكل99-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 10 ، شيب%3/1-…………..93

شكل100-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm 10 ، شيب%2-……………93

شكل101-4- پروفيل‌هاي عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 10 ، شيب صفر…………..93

شكل 102-4- پروفيل عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبريmm 10 و شيب %6/0-……………94

شكل103-4- پروفيل عمقي سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 10 و شيب %3/1-………………94

شكل 104-4- پروفيل عمقي سرعت در دبي L/s50 ، زبري mm 10 و شيب %2-………………94

شكل 105-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s 40 ، بدون زبري و شيب %6/0-……….95

شكل 106-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s40 ، بدون زبري و شيب %3/1-…………96

شكل 107-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s40 ، بدون زبري و شيب %2-…………….96

شكل 108-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %6/0-…………96

شكل 109-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %3/1-…………97

شكل110-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، بدون زبري و شيب %2-………………97

شكل111-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، بدون زبري و شيب %6/0-…………..97

شكل112-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، بدون زبري و شيب %3/1-………….98

شكل113-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، بدون زبري و شيب %2-………………98

شكل114-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 و شيب صفر…………….98

شكل115-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 1 و شيب %6/0-………….99

شكل116-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm 1 و شيب %3/1-…………99

شكل117-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 1 و شيب %2-……………..99

شكل118-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 1 و شيب %6/0-……….100

شكل119-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 1 و شيب %3/1-……….100

شكل120-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 1 و شيب %2-………….100

شكل121-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 1 و شيب صفر…………..101

شكل122-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 1 و شيب %6/0-……….101

شكل123-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 1 و شيب %3/1-………101

شكل124-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 1 و شيب %2-…………..102

شكل125-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 4 و شيب صفر…………..102

شكل126-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 4 و شيب%3/1-…………102

شكل127-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm 4 و شيب%2-…………….103

شكل128-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 4 و شيب صفر…………..103

شكل129-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 4 و شيب %6/0………..103

شكل130-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 4 و شيب %3/1-………104

شكل131-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s45 ، زبريmm 4 و شيب %2-…………..104

شكل 132-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، زبري mm 4 و شيب صفر……….104

شكل133-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 4 و شيب %6/0-……….105

شكل134-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 4 و شيب %3/1-……….105

شكل135-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm 4 و شيب %2-…………..105

شكل136-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبري mm10 و شيب صفر…………106

شكل137-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm10 و شيب %6/0-………106

شكل138-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm10 و شيب %3/1-………106

شكل139-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s40 ، زبريmm10 و شيب %2-………….107

شكل 140-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm10 و شيب صفر………107

شكل141-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm10 و شيب %6/0-……..107

شكل142-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، زبريmm10 و شيب %3/1-…….108

شكل143-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s45 ، زبري mm10 و شيب %2-……….108

شكل144-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، زبري mm10 و شيب صفر……….108

شكل145-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبيL/s50 ، زبريmm10 و شيب %6/0-………109

شكل 146-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50 ، زبري mm10و شيب %3/1-……109

شكل 147-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد سرعت در دبي L/s50، زبري mm10و شيب %2-…………109

شكل 148-4- پروفيل‌هاي بي‌بعد شده سرعت براي تمامي داده‌هاي آزمايش…………………….110

شکل 149-4- فراخوانی عکس در نرم افزار Grapher7 ………………………………………………………111

شکل 150-4- نمونه رقومی شده پرش در نرم افزار  Grapher7………………………………………..111

شكل 151-4- پروفيل سطح آب در سطح بدون زبري و شيب صفر…………………………………….112

شكل 152-4- پروفيل سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %6/0-…………………………………112

شكل 153-4- پروفيل سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %3/1-………………………………..113

شكل 154-4- پروفيل سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %2-…………………………………….113

شكل 155-4- پروفيل سطح آب در زبري mm1 و شيب صفر…………………………………………….113

شكل 156-4- پروفيل سطح آب در زبري mm1 و شيب%6/0-…………………………………………..114

شكل 157-4- پروفيل سطح آب در زبري mm1 و شيب%3/1-………………………………………….114

شكل 158-4- پروفيل سطح آب در زبري mm1 و شيب%2-………………………………………………114

شكل 159-4- پروفيل سطح آب در زبري mm 4 و شيب صفر……………………………………………115

شكل 160-4- پروفيل سطح آب در زبري mm 4 و شيب %6/0-………………………………………..115

شكل 161-4- پروفيل سطح آب در زبري mm 4 و شيب %3/1-……………………………………….115

شكل 162-4- پروفيل سطح آب در زبري mm 4 و شيب %2-……………………………………………116

شكل 163-4- پروفيل سطح آب در زبري mm10 و شيب صفر………………………………………….116

شكل 164-4- پروفيل سطح آب در زبري mm10 و شيب %6/0-………………………………………116

شكل 165-4- پروفيل سطح آب در زبري mm10 و شيب %3/1-………………………………………117

شكل 166-4- پروفيل سطح آب در زبري mm10 و شيب %2-………………………………………….117

شکل 167-4- عکس پرش هيدروليکی مربوط به بدون زبری و شيب صفر………………………..118

شکل 168-4- عکس پرش هيدروليکی مربوط به زبری cm1 و شيب صفر…………………………118

شكل 169-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در سطح بدون زبري و شيب صفر………………………….119

شكل 170-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %6/0-……………………..119

شكل 171-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %3/1-……………………..119

شكل 172-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در سطح بدون زبري و شيب %2-…………………………120

شكل 173-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm1 و شيب صفر………………………………….120

شكل 174-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm1 و شيب %6/0-………………………………120

شكل 175-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm1 و شيب %3/1-………………………………121

شكل 176-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm1 و شيب %2-………………………………….121

شكل 177-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm 4 و شيب صفر………………………………..121

شكل 178-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm 4 و شيب %6/0-…………………………….122

شكل 179-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm 4 و شيب %3/1-…………………………….122

شكل 180-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm 4 و شيب %2-………………………………..122

شكل 181-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm10 و شيب صفر……………………………….123

شكل 182-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm10 و شيب %6/0-……………………………123

شكل 183-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm10 و شيب %3/1-……………………………123

شكل 184-4- پروفيل بي‌بعد سطح آب در زبري mm10 و شيب %2- ……………………………..124

شکل 185-4- خط برازش داده شده برای پروفيل سطح آب در نرم افزارCurve Expert…..124

شکل186-4- ضرايب بدست آمده نرم افزار Curve Expertبرای ترسيم پروفيل سطح آب..125

شكل187-4- نمونه برای مقايسه پروفيل سطح آب و معادله بدست آمده ………………………….126

شكل 188-4- تغييرات افت نسبي پرش در بستر صاف و انواع شيب منفي……………………….127

شكل 189-4- تغييرات افت نسبي پرش در زبري mm1 و انواع شيب منفي………………………127

شكل 190-4- تغييرات افت نسبي پرش در زبري mm 4 و انواع شيب منفي…………………….128

شكل 191-4- تغييرات افت نسبي پرش در زبري mm10 و انواع شيب منفي……………………128

شكل 192-4- مقادير E2/E1 نسبت به براي بستر صاف با انواع شيب منفي……………..128

شكل 193-4- مقادير E2/E1 نسبت به براي زبري mm1 با انواع شيب منفي……………129

شكل 194-4- مقادير E2/E1 نسبت به براي زبريmm4 با انواع شيب منفي…………….129

شكل 195-4- مقادير E2/E1 نسبت به براي زبري mm10 با انواع شيب منفي…………129

شكل 196-4- مقايسه تغييرات εبراي انواع شيب و زبري …………………………………………………..130

شكل197-4- تغييرات مقياس طولي b/D1 به ازاي x/D1براي انواع شيب و زبري………………131

شكل 198-4- تغييرات Um/U1به ازاي x/Ljبرايانواع شيب و زبري……………………………………..132

شكل 199-4- تغييرات Um/U1به ازاي x/D1 براي انواع شيب و زبري…………………………………132

شكل 200-4- تغييرات ضخامت لايه مرزي بي‌بعد به ازاي b/D1براي انواع شيب و زبري….133

شكل 201-4- تغييرات ضخامت لايه مرزي بي‌بعد به ازاي x/D1 براي انواع شيب و زبری….133

شكل 202-4- مقاديرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش براي بدون زبري و انواع شيب………134

شكل 203-4- مقاديرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش براي زبري mm1 و انواع شيب…….134

شكل 204-4- مقاديرβ وα در برابر فاصله از پنجه پرش براي زبري mm4 و انواع شيب…….134

شكل 205-4- مقادير βوα در برابر فاصله از پنجه پرش براي زبري mm10و انواع شيب……135

شكل 206-4- شماتيكي از سرريز و حوضچه آرامش …………………………………………………………..142

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نشانه های اختصاری

 

 

: جرم مخصوص آب

g : شتاب ثقل

b: عرض كانال

Q: دبي جريان

V1: سرعت متوسط جريان در مقطع اوليه

V2: سرعت متوسط جريان در مقطع ثانويه

E1: انرژي مخصوص در مقطع اوليه پرش

E2: انرژي مخصوص در مقطع ثانويه پرش

E: افت انرژی در طول پرش

: عدد فرود اوليه

:عمق اوليه پرش

:عمق ثانويه پرش

: لزجت ديناميكي آب

: قطر زبري

ν : لزجت سينماتيکی

: شيب زاويه

: طول پرش هيدروليكي

: طول غلتاب پرش هيدروليكي

ε : تنش برشی بستر

: ضخامت لايه مرزی

: ضريب كاهش اعماق مزدوج

: ضريب تصحيح اندازه حركت

: ضريب تصحيح انرژی جنبشی

: ضريب دريچه

R1: شعاع هيدروليکی در مقطع اوليه

Sf: شيب خط انرژی

M1: نيروی ممنتوم در مقطع اوليه

M2: نيروی ممنتوم در مقطع ثانويه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمه

 

 

1-1-كليات

 

آب به عنوان يكي از با ارزش‌ترين مواد حيات همواره ذهن بشر را مشغول و معطوف خود داشته است. با توسعه تمدن‌ها و تكنولوژي، بشر مبادرت به ساخت انواع سدها نمود تا بتواند آب را براي مواقع ضروري ذخيره نمايد. انرژي پتانسيل ذخيره شده بالادست سدها در هنگام عبورآب از روي سرريز سدها به انرژي جنبشي تبديل مي‌گردد و نيروي هيدروديناميكي زيادي را ايجاد مي‌نمايد. چنانچه اين جريان با همان شدت وارد رودخانه يا كانال شود موجب فرسايش پايين دست در تاسيسات مربوطه مي‌گردد و نهايتا” انهدام و خرابي سازه پايين دست را ايجاد خواهد نمود. لذا می‌بايست انرژي اضافي آب قبل از ورود به رودخانه مستهلك گردد. راه‌هاي متعددي از جمله ايجاد پرش هيدروليكي براي مقابله با اين انرژي وجود دارد. در واقع پرش هيدروليكي از پديده‌هاي مورد توجه در حيطه مهندسي هيدروليك است كه بصورت يك جريان متغير سريع ايجاد مي‌گردد كه از تبديل جريان فوق بحراني به زير بحراني پديد مي‌آيد كه بعنوان يك پديده اتلاف كننده انرژي نيز كاربرد دارد. تاكنون انواع حوضچه‌هاي آرامش توسط اداره عمران اراضي آمريكا طراحي و آزمايش شده كه عبارتند از حوضچه هاي تيپ I تا تيپ IV، لازم به ذكر است كه حوضچه‌هاي تيپ ارائه شده داراي كف افقي و يا شيب خيلي كم مي‌باشند. از آنجايي‌که موضوع پرش در مسير كانالها و يا حوضچه‌هاي با شيب منفي هنوز در سطح وسيع مورد مطالعه و بررسي قرار نگرفته است. اين موضوع می‌تواند در کاهش هزينه‌های اجرايی موثر باشد. از جمله محققينی كه روي اينگونه شيب‌ها آزمايش‌هايی انجام دادند رويز(1938)[1] و استيونز(1944)[2] بودند كه رويز معتقد بود فقط بر روي شيب‌هاي معكوس نزديك به صفر تنها امكان تشكيل پرش پايدار وجود دارد در حالي كه استيونز با روابط و تحليل تئوري نشان داد كه اين امكان روي تمامي شيب‌ها وجود دارد(ابريشمي و حسيني، 1385).بدليل اينكه شيب منفي خود در مسير به عنوان يك مانع عمل كرده و كاهش نسبت اعماق مزدوج و كاهش طول پرش و نيز افزايش راندمان اتلاف انرژي نسبت به حالت افقي گشته و نهايتا با توجه به نتايج حاصل امكان ساخت حوضچه‌اي كوتاه‌تر و با ارتفاع ديواره‌هاي كمتر را ممكن مي‌سازد. مهم‌ترين مسئله اين است كه مولفه نيروي وزن همواره در خلاف جهت جريان بوده و موجب ناپايداري پرش روي شيب مي‌شود. تثبيت پرش روي شيب‌هاي منفي كارايي اينگونه كانال‌ها يا حوضچه‌ها را تا حد زيادي افزايش مي‌دهد. لذا روش‌هاي متعددي براي اين منظور به نظر مي‌رسد يك روش مناسب ايجاد زبري در مسير جريان مي‌باشد. اين گونه زبري علاوه بر اينكه پرش را در موقعيت مورد نظر تثبيت مي‌نمايد باعث كاهش طول پرش نيز مي‌گردد. در واقع كاهش طول پرش موجب افت انرژي در طول كوتاه‌تري شده، لذا راندمان افت انرژي را تا حد قابل محسوسي افزايش مي‌دهد.

 

 

1-2- جريان متغير سريع[3]

 

اگر انحنا خطوط جريان در يك جريان متغير زياد و تغييرات عمق جريان در فواصل كم قابل ملاحظه باشد چنين جرياني را جريان متغير سريع مي‌نامند. در چنين جرياني مقاومت اصطكاكي نسبتاً ناچيز و تغييرات معمولاً موضعي خواهد بود، همچنين در اين حالت مولفه شتاب در جهت عمود بر عمود بر خطوط جريان قابل صرف نظر كردن نمي‌باشد(فرهودي،1372).

 

1-3- پرش هيدروليكي[4]

 

پرش هيدروليكي عبارت است از تغيير سريع جريان از حالت فوق بحراني به زير بحراني ضمناً پرش هيدروليكي از انواع جريان‌هاي متغير سريع است(ابريشمي و حسيني،1385).

 

 

1-4- طول پرش

 

طول پرش هيدروليكي را محققين به گونه‌هاي مختلف تجزيه و تحليل مي‌نمايند. بسياري از محققين معتقدند كه در حوضچه‌هاي آرامش افقي كه در آنها هيچگونه موانع پيش بيني نشده باشد، طول پرش بصورت زير قابل محاسبه است(ابريشمی و حسينی، 1385):

(1-1)

چنانچه در انتهاي حوضچه آرامش فقط يك ديوار سرتاسري قرار دهند، طول حوضچه كوتاهتر شده و به صورت زير محاسبه مي شود(ابريشمی و حسينی، 1385):

(1-2)

چنانچه پرش هيدروليك روي سطح شيب‌دار اتفاق بيفتد طول پرش هيدروليكي را مي‌توان از رابطه زير بدست آورد:

(1-3)

در اين رابطه و زاويه كف حوضچه با افق مي‌باشد. چنانچه باشد و خواهد بود.

[1]– Roys

[2]-Stevens

[3]-Rapidly Varied Flow

[4]– Hydraulic Jump

***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 :212

قیمت : 14700 تومان

***

—-

:        ****       info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

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