بخشی از مقاله
خلاصه
تخلیه کننده هاي تحتانی سازه هایی هستند که براي تنظیم انتقال آب از دریاچه سد به نقطه تخلیه در پایین دست به کار می روند. تحلیل عملکرد تخلیه کننده ها شامل مجرا، دریچه ها و خروجی آنها از حساسیت خاصی برخوردار است. تحقیق حاضر، با هدف تغییرات ضریب و مقدار آبگذري مجرا در بازشدگی هاي مختلف دریچه سرویس انجام گرفت.
براي این منظور از داده هاي به دست آمده از حل عددي معادلات حاکم بر جریان در مدل فیزیکی تخلیه کننده تحتانی سد نرماشیر، استفاده شده است است. حل عددي به کمک نرم افزار فلوئنت که بر اساس روش حجم محدود عمل می کند صورت پذیرفت. سپس نتایج حاصل از مدل عددي با نتایج مدل فیزیکی مقایسه گردید.
1 مقدمه
اهمیت بسزاي تونل هاي تخلیه کننده در عملکرد سدهاي بزرگ و توجه به محاسبه دقیق نیرو و سرعت در مجراي تونل آب بر در هزینه هاي ساخت، ترمیم و باز سازي آنها، لزوم شناخت بیشتر شرایط جریان در اینگونه سازه ها را اجتناب ناپذیر می سازد. در مکانیک سیالات، به منظور تصحیح دبی محاسبه شده از رابطه انرژي، از ضرایب تجربی استفاده می شود.
بر این اساس ضریب دبی - - مبین نسبت دبی واقعی - - Q به دبی محاسبه شده از تئوري می باشد و در مورد جریان عبور کننده از زیر دریچه ها نیز به صورت زیر بیان می گردد : که در آن A معرف سطح مقطع بازشدگی دریچه و H معرف هد آب می باشد که به دو فرم مورد استفاده قرار گرفته است. چنانچه اختلاف تراز سطح مخزن بالا دست تا محور جت جریان خروجی از دریچه مد نظر باشد با هد مخزن و چنانچه هد موثر در روي پیزومتر مرجع، مورد استفاده قرار گیرد، با هد مرجع نشان داده شده است. لازم به ذکر است که معمولا در مطالعات مدلینگ، هد مخزن، راهنماي محاسبات طراح می باشد.
.2 معادلات حاکم
جریان مورد مطالعه، جریانی آشفته با ماهیتی سه بعدي و غیردائمی است. سرعت و فشار تابعی از زمان و مکان می باشند. براي مدل کردن نوسانات سرعت و فشار، از معادلات ناویر استوکس در زمان انتگرال گیري می شود. روابط حاصل از انتگرال گیري معادلات ناویراستوکس در زمان به معادلات رینولدز معروف هستند - رینولدز - . - Rynolds - 1984
معادلات مدل آشفتگی، مدل هاي دومعادله اي معروف k-ε - Standard - به صورت متوسط گیري شده در عمق می باشند - راستجی و ردي - . - Rastogi and Rodi - 1978 معادله ε به عنوان یکی از منابع اصلی محدودیت هاي دقت نسخه استاندارد مدل k-ε و تنش رینولدز، در جریان هایی که نرخ تغییرشکل بزرگی دارند، کاملا" مورد تردید است. لذا جالب توجه است که این مدل شامل یک عبارت اصلاح وابسته به کرنش با ثابت در معادله ε از مدل RNG می باشد - یاخوت و همکاران - . - Yakhot et al. - 1992 ویل کاکس، معادلات مدل آشفتگی k-ω - standard - را ارائه نمود - ویل کاکس .
.3 داده هاي آزمایشگاهی
مدل مجراي تخلیه کننده عمقی سد نرماشیر - با تراز کف ورودي1354/63 متر بالاتر از سطح دریا - ، شامل ورودي زنگوله اي شکل، یک دریچه اضطراري، یک دریچه سرویس و بخشی از مجراي پایین دست آن، مطابق نقشه هاي ارائه شده به وسیله کارفرماي طرح، با مقیاس1:15 ساخته شد. - حسینی و همکاران، . - 1387
