پایان نامه تحقیق و ارزیابی پارامترها و مشخصه های هیدرولیکی حوضچه آرامش (مطالعه موردی سد نازلوچای)

پایان نامه تحقیق و ارزیابی پارامترها و مشخصه های هیدرولیکی حوضچه آرامش (مطالعه  موردی سد نازلوچای)

تاریخچه

حدود ١٣٠ سال پیش در ١٨٦٩ میلادی، فرود اولین مدل هیدرولیکی را با هدف طراحی بهینه ابعاد کشتی ساخت . در سال ١٨٨٣ ، رینولدز تجربیات خود را در مورد آزمایش مدل حرکت جریان در لوله ها و مجاری تحت فشار انتشار داد. البته قبل از این و در قرن پانزدهم میلادی، نظریه استفاده از مدل در پیش بینی عملکرد نمونه واقعی توسط لئوناردو داوینچی ارائه شده بود.

اولین آزمایشگا ههای مهندسی هیدرولیک نیز در سالهای اولیه قرن حاضر میلادی توسط انگلز در درسدن  و تئودور رهبوک جنب دانشگاه کالستورهه آلمان احداث گردید . متعاقب آن آزمایشگاههای هیدرولیک زیادی در آمریکا و اروپا به صورت مستقل و یا در دانشگا هها ایجاد شد.

تحلیل ابعادی

به طور کلی معادلاتی که از طریق تحلیلی استنتاج می شوند در همه دستگاهها صادقند و در نتیجه هر گروه از جمله های معادله باید نمایش ابعادی یکسانی داشته باشند. چنین معادلا تی از نظر ابعادی همگن نا میده می شوند. کابرد مهم این قانون آن است که در صورت مشخص بودن پارامترهای دخیل در یک مسئله در حالی که رابطه بین آنها معلوم نباشد با استفاده از تحلیل ابعادی می توان رابطه ای را بین مجموعه ای از این عوامل که بی بعد شده اند فرمولبندی نمود و تعداد متغیرها را کاهش داد.

بنابراین از آنالیز ابعادی به منظور شناخت صحت یک رابطه و یا تعیین یک رابطه منطقی بین یک سری پارامتر استفاده می شود.

قضیه باکینگهام

بر اساس این قضیه تعداد گروههای بی بعد مستقلی که می توانند برای توصیف پدیده های معلوم شامل n متغیر به کار برده شوند مساوی با n-r است .  r معمولا برابر با تعداد ابعا د اصلی ا ست که برای بیان متغیرها مورد نیاز است . ابعاد اصلی عبارتند از T ,L  ,M  (زمان و طول و جرم )و یا T ,L  ,F  (زمان و طول و نیرو) . هر پدیده فیزیکی را میتوان بوسیله ترکیبی از یکی از این گروههای سه عاملی بیان نمود. در بین گروههای بی بعد مستقلی که در مسائل مختلف مکانیک سیا لا ت با آنها روبرو هستیم .

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                            شماره صفحه

چکیده                                                                                                           12

مقدمه                                                                                                            13

فصل اول: کلیات

١-١)  هدف                                                                                   15

١-١-٢) قوانین طرح مدلهای هیدرولیکی                                   16

١-١-٣) پدیده های ویژه هیدرولیکی در طرحهای بزرگ آبی        20

١-٢) پیشینه تحقیق                                                                          25

١-٣) روش کار و تحقیق                                                                  27

فصل دوم:مروری بر تحقیقات انجام شده

٢-١) طبقه بندی پرش                                                                      31

٢-٢) طول پرش                                                                             34

٢-٣) عمق مزدوج و افت انرژی                                                        36

٢-٤) مشخصه های آشفتگی در پرش                                                  38

٢-٥) هوادهی پرش هیدرولیکی                                                         44

٢-٦) حوضچه آرامش                                                                      48

٢-٦-١) حوضچه با کف افقی                                                   48

٢-٦-٢) حوضچه با کف شیبدار                                               53

فصل سوم: مدلسازی و شرایط انجام آزمایش

٣-١)  آنالیز ابعادی                                                                         57

٣-٢) مدلسازی                                                                               59

٣-٣) شبیه سازی فشار دینامیکی                                                       63

٣-٤) مدل فیزیکی سیستم تخلیه سیلاب نازلوچای                                 65

٣-٤-١) مقیاس مدل                                                                65

٣-٤-٢) اجزاء مدل                                                                 66

٣-٤-٣) مقاطع اندازه گیری                                                     72

٣-٤-٤) دبی آزمایش                                                              72

٣-٤-٥) منحنی آبگذری سرریز                                                73

٣-٤-٦) وسایل اندازه گیری                                                     74

فصل چهارم: نحوه انجام آزمایشات و ارائه نتایج

٤-١) مرحله اول- دیواره موازی                                                        82

٤-٢) مرحله دوم - دیواره همگرا                                                       86

فصل پنجم : تحلیل نتایج

٥-١) مرحله اول- دیواره موازی                                                       103

٥-١-١) عمق آب                                                                  106

٥-١-٢) عدد فرود                                                                 106

٥-١-٣) فشار استاتیکی                                                           107

٥-١-٤) راندمان پرش                                                            108

٥-٢) مرحله دوم - دیواره همگرا                                                       111

٥-٢-١) فشار استاتیکی                                                           111

٥-٢-٢) عمق آب                                                                  113

٥-٢-٣) سرعت                                                                    116

٥-٢-٤) فشار دینامیکی                                                          116

٥-٢-٥) راندمان پرش                                                            123

٥-٢-٦) تحلیل همبستگی داده ها                                               125

٥-٢-٧) شکل گیری پرش هیدرولیکی                                      127

٥-٢-٨) لایه آشفته                                                                 127

٥-٢-٩) شرایط برگشت جریان از دیواره ها                               132

فصل ششم :  نتیجه گیری و پیشنهادات

٦-١) نتیجه گیری                                                                           135

٦-٢) پیشنهادات                                                                              137

پیوست                                                                                                     139

منابع و ماخذ

فهرست منابع فارسی                                                                                  152

فهرست منابع لاتین                                                                                    153