بررسی آزمایشگاهی فرسایش در پایین دست حوضچه¬های آرامش برای خروجی لوله¬ها

توضیحات

بررسی آزمایشگاهی فرسایش در پایین دست حوضچه¬های آرامش برای خروجی لوله¬ها
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
چکیده :
حوضچه­های آرامش باید به گونه ای طراحی شوند که بتوانند انرژی پتانسیل ذخیره شده در آب مخزن بندها و سدها را به گونه ای ضمن انتقال به بستر طبیعی مستهلک کنند که موجب از بین رفتن بستر و در شرایط بحرانی تخریب خود حوضچه و سد نشوند. در منابع مختلف بسته به شرایط جریان و شکل خروجی جریان بر اساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی متعدد انجام شده روش­هایی برای طراحی حوضچه آرامش ارائه می­شود که در مواردی به شدت غیر اقتصادی هستند و به طول زیاد و مصرف مصالح بیش از اندازه منتهی می شوند.
در این تحقیق چند مورد از بهترین مدل­های ارائه شده برای حوضچه­های آرامش در خروجی لوله­ها مدلسازی شدند و از طریق معرفی پارامتر بی­بعد نسبت عمق آبشستگی به فاصله محل حداکثر آبشستگی از شروع بستر فرسایش پذیر، عملکرد مدل­ها مقایسه شدند. برای مقایسه صحیح مدل­ها، در تمام آزمایش­ها با ایجاد شرایط یکسان هیدرولیکی در بالا و پایین دست حوضچه یا به عبارتی قرار دادن تمام حوضچه­ها در میان دو انرژی یکسان و مدل کردن بستر فرسایش پذیر مشابه در پایاب همه مدل­ها با مقایسه پارامتر نسبت عمق آبشستگی به فاصله محل حداکثر آبشستگی از شروع حوضچه رسوب و پروفیل وسط حفره آبشستگی عملکرد حوضچه­ها بررسی شدند. در نهایت با ایجاد تغییراتی در حوضچه­های پیشنهادی از جمله زاویه دیواره معرفی شده در حوضچه تیپ شش و ایجاد شیب معکوس درکف حوضچه، موفق شدیم طول حوضچه را 20 درصد کاهش دهیم.
نتایج تحقیق نشان می­دهد برای بهبود عملکرد حوضچه مستقل از فرود جریان ورودی یک زاویه بهینه برای دیوار داخل حوضچه وجود دارد و شیب معکوس کف حوضچه موجب بهبود عملکرد حوضچه می شود. حوضچه آرامش معرفی شده در این تحقیق با آنکه طول کمتری نسبت به بهترین مدل­های معرفی شده دارد در شرایط هیدرولیکی مشابه آبشستگی کمتری ایجاد می­کند و عملکردی مستقل­تر نسبت به تراز آب پایاب از خود نشان می­دهد.
کلمات کلیدی: آب پایه، آبشستگی، حوضچه آرامش، عدد فرود، عمق نرمال
فهرست مطالب
فصل اول 1
1-1 مقدمه 2
1-2 اهمیت و ضرورت انجام تحقیق 3
1-3 سوالات عمده تحقیق 4
1-4 تعریف واژه­ها و اصطلاحات فنی و تخصصی 5
1-4-1 عدد فرود 5
1-4-2 آبشستگی 5
1-4-2-1 انواع آبشستگی 5
1-4-2-1-1 آبشستگی عمومی 6
1-4-2-1-2 آبشستگی تنگ شدگی 6
1-4-2-1-3 آبشستگی موضعی 7
1-4-2-1-4 آبشستگی کل 7
1-4-2-1-5 آبشستگي در آب زلال و آب حاوي رسوب 8
1-4-3 آستانه لغزش ذرات 9
1-5 معرفی عمومی فصل­های پایان نامه 9
فصل دوم 11
2-1 مقدمه 12
2-2 سابقه تحقیق 12
2-2-1 سابقه تحقیق در ایران 12
2-2-2 سابقه تحقیق در سایر کشورها 12
2-2-2-1 حوضچه­های آرامش پرش هیدرولیکی (Hydraulic Jump Stilling Basin) 13
2-2-2-2 حوضچه آرامش در خروجی لوله­ها از طریق شیر 14
2-2-2-3 حوضچه استاندارد USBR Type VI 15
2-2-2-4 حوضچه آرامش Contra Costa 17
2-2-2-5 حوضچه آرامش Grade 19
2-2-2-6 حوضچه­های آرامش گوئل و همکاران 21
فصل سوم 27
3-1 مقدمه 28
3-2 ابزار و امکانات مورد استفاده 28
3-3 کالیبره کردن فلوم 29
3-3-1 کالیبره کردن شیب 29
3-3-2 کالیبره کردن دبی 30
3-4 مطالعات اولیه 32
3-5 معرفی فاکتور عملکرد 34
3-6 ساخت مدل آزمایشگاهی 35
3-6-1 مدل سازی حوضچه تیپ شش انجمن آبادانی امریکا در خروجی لوله­ها 36
3-6-2 ساخت حوضچه آرامش با نتایج تحقیقات دکتر گوئل و همکاران 38
3-7 دانه بندی مصالح 45
3-8 عمق نرمال پایاب 46
3-9 کنترل نوع آبشستگی در پایاب 51
3-9-1 روش­های تنش برشی 51
3-9-2 روش­های سرعت بحرانی 51
3-10 مشخصات هیدرولیکی مدل 53
3-11 روند کلی انجام آزمایش­ها 54
فصل چهارم 57
4-1 مقدمه 58
4-2 تعیین مدت زمان انجام هر آزمایش 58
4-3 بررسی شکل کلی حفره آبشستگی 60
4-4 مقایسه حوضچه آرامش گوئل و همکاران با حوضچه تیپ شش انجمن آبادانی امریکا 61
4-5 بررسی اثر زاویه دیوار حوضچه آرامش گوئل روی عملکرد آن 64
4-6 بررسی اثر شیب معکوس کف حوضچه روی عملکرد آن 68
4-7 کاهش طول حوضچه 73
4-8 بررسی پایداری عملکرد حوضچه نسبت به تراز آب پایاب 75
فصل پنجم 79
5-1 نتیجه­گیری 80
5-2 پیشنهادات 81
فهرست مراجع 83