بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی جریان عبوری از سرریز های پلکانی همراه با الحاق المان هایی روی پله

پله­ها در سرریز پلکانی با ایجاد یک بستر زبر مصنوعی، انرژی جریان را بیش از انواع دیگر سرریزها مستهلک می­کنند.­ با افزایش زبری، انرژی جریان عبوری از روی سرریز به­صورت یکنواخت و پیوسته پراکنده می­شود. هدف از تحقیق حاضر، بررسی افزودن المان­هایی بر روی پله­ها و تاثیر آن بر تغییرات الگوی جریان، نقطه شروع هوادهی، میزان استهلاک انرژی و ضریب زبری دارسی می­باشد. آزمایشات بر روی مدل فیزیکی سرریز پلکانی و با الحاق المان­هایی بر روی پله در آرایش­های مختلف و به­صورت پیوسته و همراه با شکاف انجام گردید و نتایج با سرریز پلکانی ساده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ایجاد مانع بر روی پله­ها باعث ایجاد برخی تلاطم و نوسانات بر روی سطح جریان در مرکز و کناره­های پله می­شود. این امر باعث اختلاط بیشتر آب و هوا و انتقال محل نقطه شروع هوادهی به بالادست سرریز پلکانی می­شود. رژیم جریان انتقالی و غیر ریزشی بر روی مدل­های سرریز پلکانی همراه با مانع در دبی­های پایین­تری نسبت به سرریز پلکانی ساده اتفاق می­افتد. تغییر رژیم جریان بر روی سرریز پلکانی همراه با مانع شکافدار دیر­تر از حالت پیوسته روی­ می­دهد. همچنین موانع روی پله تاثیری بر روی میزان استهلاک انرژی جریان و ضریب زبری ندارند ولی با ایجاد شکاف بر روی موانع عملکرد آن­ها بهتر شده و میزان استهلاک انرژی و ضریب زبری دارسی به­طور متوسط به ترتیب ۳۳/۷ و ۸ درصد نسبت به سرریز پلکانی ساده افزایش می­یابد.