بخشی از مقاله
چکیده
پرش نوع B به پرشی اطلاق میشود که ابتدای آن در کانال بالادست با شیب مثبت و انتهای طول غلطابی در کانال افقی پاییندست قرار گیرد. این پرش اغلب در حوضچههای آرامش با کف افقی که در انتهای یک کانال با شیب تند قرار دارد اتفاق میافتد، برای پرش نوع B یک روش کاملا نظری برای حل معادله ممنتم و تعیین نسبت عمقهای مزدوج کافی نیست. در این مقاله، با استفاده از اندازهگیریهای آزمایشگاهی که در این تحقیق انجام شده، برخی روابط تجربی مفید قابل دسترس برای براورد نسبت عمقهای مزدوج تست شده است.
مقدمه
پرش هیدرولیکی یکی از اساسیترین مفاهیم در بحث استهلاک انرژی است. این پدیده بصورت گسترده در حوضچههای آرامش جهت استهلاک انرژی جنبشی زیاد جریان فوق بحرانی بالادست و ایجاد جریان زیربحرانی در پاییندست مورد استفاده قرار میگرد. نسبت عمقهای مزدوج و طول پرش از جمله مشخصات مهم جریان هستند که دانستن آنها برای طراحی حوضچههای آرامش بسیار لازم و ضروری است.
کانال یا سرریز منتهی به حوضچههای آرامش اغلب دارای شیبی رو به پایین است. در طراحی اینگونه حوضچهها تلاش میشود که نقطه شروع پرش در محل اتصال سطح شیبدار و حوضچه آرامش و روی بستر کاملا افقی قرار گیرد تا نیازی به افزایش ابعاد دیوارههای جانبی حوضچه نباشد. تامین شرایط فوق ممکن است در همه شرایط مقدور نباشد و در حالتیکه عمق پایاب بیش از عمق مزدوج باشد معمولا پرش به بالادست منتقل خواهد شد بدین معنی که پرش هیدرولیکی مستغرق بوده و بخشی از آن روی سطح شیبدار بالادست و بخشی دیگر بر روی سطح افقی قرار میگیرد.
در چنین شرایطی ممکن است جریان آب از روی دیوارههای تندآب به خارج هدایت و باعث آبشستگی پشت دیوارهها گردد که در نهایت باعث تخریب سازه شود. از این رو اطلاع از نسبتهای عمق مزدوج در این پرش ضروری است. مطابق طبقهبندی کیندواترز - - 1944، در شرایطی که کل پرش بر روی سطح افقی تشکیل شود پرش نوع A و در حالتی که بخشی از آن بر روی سطح شیبدار قرارگیرد، پرش نوع B - نشانداده شده درشکل - 1 نامیده میشود. مطالعات گستردهای تاکنون درخصوص پرش هیدرولیکی نوع A و یا کلاسیک انجام شدهاست و رابطه نسبتا دقیقی برای تعیین نسبت اعماق مزدوج - معروف به رابطه بلانگر - ارائه شده است.
از طرفی تعیین نسبتهای عمق مزدوج درپرش هیدرولیکی نوع B نیازمند این است که موقعیت شروع پرش بر روی تنداب مشخص شود. بعبارتی برای کانال با هندسه و دبی مشخص، اگر یکی از عمقهای مزدوج معلوم باشد، تعیین عمق دیگر تنها زمانی امکان پذیر است که موقعیت پرش بر روی تنداب نیز معلوم باشد.برای پرش نوع B، معادله ممنتم به تنهایی برای نعیین نسبت عمقهای مزدوج کافی نیست.
در حقیقت، درصورت به کار بردن معادله ممنتم در جهت موازی با سطح شیبدار ، وزن پرش باید در نظر گرفته شود.بنابراین پروفیل سطح آزاد را میتوان بصورت خطی در نظر گرفت، تعریف طول پرش در درجه اول به دلیل مشخص نبودن انتهای پرش دشوار است. همچنین اگر معادله ممنتم در جهت افقی نوشته شود، فشارهای وارد به کف بین محل تشکیل عمق اولیه پرش و محل تقاطع سطح شیبدار با کف افقی ،باید در محاسبات منظور گردد. این فشارها معلوم نیستند و اندازهگیری آنها نیز دشوار است. فقدان یک روش نظری کامل برای حل پرش نوع B توجیهی برای ارایه یک راه-حل با منشا تجربی بمنظور محاسبه نسبت عمقهای مزدوج است.
