0
0

سیفون معکوس و ساختار آن

1162 بازدید
۵/۵ - (۱ امتیاز)

سیفون معکوس یا inverted siphon ازجمله سازه‌های انتقال آب بوده که به‌صورت یک مجرای بسته تونل مانند یا لوله است که به‌منظور انتقال آب از زیر زهکش‌ها، کانال‌ها و جاده‌ها و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیفون وارونه مجرایی سرپوشیده، به‌صورت جریان پر و زیر فشار کم است و جریان در آن بر اساس نیروی ثقل برقرار است بنابراین از طراحی و اجرای نسبتاً ساده‌ای برخوردار است. این سازه دارای تبدیل‌هایی است که در ورودی و خروجی (دو طرف تونل) نصب می‌شود. هزینه طرح و اجرای کمتر سیفون نسبت به سایر سازه‌های دیگر نظیر پل و کانال هوایی، مقرون به‌صرفه‌تر است و این از مزیت‌های مهم این سازه است اما مشکلاتی نظیر رسوب‌گذاری، گرفتگی در اثر مواد معلق و زباله و خطرات جانی (به‌خصوص در مناطق با تراکم جمعیت زیاد)، باعث استقبال کم متخصصین نسبت به ساخت این سازه شده است.

گزینه جانشین برای این نوع سیفون در محل تقاطع با مسیل، رودخانه و نواحی گود، ناو هوایی است و در بعضی محل‌ها مانند تقاطع‌ها و جاده‌ها، پل گزینه‌ای مناسب برای جایگزینی سیفون معکوس است. به‌طورکلی برای دبی‌های کمتر یا برابر با ۳ مترمکعب در ثانیه استفاده از سیفون معکوس به جای سایر سازه‌ها و ازنظر اقتصادی به‌صرفه‌تر است. مجرای سیفون معکوس می‌تواند به‌صورت لوله یا Box مکعبی باشد، همچنین می‌توان از یک یا چند مجرا نیز استفاده کرد که اگر به‌صورت لوله باشد، معمولاً از بتن پیش تنیده شده استفاده می‌کنند.

سیفون وارونه

 

مزایا سیفون معکوس:

هزینه پایین و طراحی آسان دو مزیت اصلی سیفون معکوس است.

 

معایب سیفون معکوس:

-افت بار بیشتری نسبت به ناو هوایی و پل دارد.

-ازنظر رسوب‌گذاری دارای مشکلاتی است.

-ایجاد خطرات ازنظر ورود حیوانات و انسان به داخل آن.

اجزای سازه سیفون معکوس:

سازه سیفون معکوس شامل لوله، خاکریزها، تبدیل‌های ورودی و خروجی و تجهیزات حفاظتی برای سیفون‌های بزرگ‌تر می‌باشد. نیمرخ طولی سیفون معکوس به‌گونه‌ای تعیین می‌شود که پوشش خاکی مورد نیاز، شیب مناسب مجرا، زوایای انحنا و استغراق مناسب در ورودی و خروجی تأمین شود. همچنین در سیفون‌هایی که از لوله جهت انتقال آب در آن‌ها استفاده می‌شود، شیب کارگذاری لوله نباید بیشتر از ۱:۲ و کمتر از ۰٫۰۰۵ باشد.

در ورودی و خروجی سیفون وارونه، سازه تبدیل از جنس بتن، خاک و یا مخلوطی از بتن و خاک به‌منظور کاهش افت بار و جلوگیری از فرسایش کانال است. وجود تبدیل‌ها در قسمت ورودی موجب اضافه شدن سرعت آب و در خروجی موجب کاهش این سرعت می‌شوند. برای کاهش افت در سیفون سعی می‌شود درجه استغراق سقف لوله سیفون در مقاطع ورودی و خروجی آن به حداقل مقدار برسد.

سیفون معکوس

به‌طورکلی اگر سازه سیفون معکوس مستغرق باشد، کنترل هیدرولیکی آن در پایین‌دست و در غیر این صورت در بالادست خواهد بود. از مسائل مهم هیدرولیکی قابل طرح، یکسان بودن اختلاف ارتفاع بین ورودی و خروجی سیفون با میزان افت در طول مسیر است، زیرا در غیر این صورت مجموع افت‌ها از میزان پایین‌افتادگی (اختلاف ارتفاع) کمتر باشد، عمق آب در دهانه لوله پایین می‌آید که سبب فرسایش لوله خواهد شد. برای جلوگیری از این عمل می‌توان قطر لوله را کاهش داد یا این که در پروفیل مسیر کانال تغییراتی ایجاد کرد یا این که از چند مجرا به جای یک مجرا استفاده کرد تا در مواقع کم‌آبی از مجرای کمتری استفاده شود.

با توجه به اینکه در سیفون امکان رسوب‌گذاری زیاد است، وجود رسوبات در سیفون باعث افزایش افت انرژی و پس‌زدگی احتمالی جریان در کانال بالادست می‌شود. به دلیل این موضوع اول که در جهت اطمینان به مجموع افت‌ها ۱۰ درصد اضافه می‌نمایند و دومین اقدام این است که ارتفاع آزاد را در کانال بالادست تا فاصله ۱۵ متری از مدخل ورودی سیفون را ۱٫۵ برابر می‌کنند. برای تخلیه رسوبات معمولاً در پایین‌ترین نقطه مجرای سیفون شیر تخلیه نصب می‌نمایند.

سازه تخلیه:

این سازه در پایین‌ترین نقطه یک سیفون وارونه طولانی، یا در نزدیکی آن نقطه به منظور تخلیه آب و نیز انجام عملیات بازدید و نگهداری در فصل زمستان تعبیه می‌شود. مجرای تخلیه شامل یک لوله فولادی شیردار است که به سوراخی روی بدنه لوله سیفون متصل می‌شود. در سیفون‌های کوتاه، تخلیه به‌وسیله پمپاژ از دو طرف انجام می‌شود.

 

مجرای تهویه:

در دبی‌های کمتر از دبی طراحی، معمولاً مقدار اصطکاک کمتر از مقداری است که در طراحی در نظر گرفته‌شده است بنابراین امکان تشکیل پرش هیدرولیکی در دهانه سیفون معکوس وجود دارد که در اثر این عمل مقدار زیادی هوا به صورت حباب وارد جریان شده و در اثر ترکیدن این حباب‌ها خساراتی ایجاد می‌گردد. بنابراین در سیفون‌ها از سازه‌ای به نام مجرای تهویه که به صورت یک لوله است برای جلوگیری از پرش هیدرولیکی استفاده می‌شود و درنتیجه از محبوس شدن هوا و کاویتاسیون جلوگیری می‌شود.

در سیفون معکوس و در قسمت بالادست باید به اندازه ۵۰ درصد، ارتفاع آزاد کانال افزایش داده شود (حداکثر یک فوت) تا از آب بردگی در این قسمت که بر اثر جریان‌های سطحی زیاد ایجاد می‌شود جلوگیری شود. این افزایش ارتفاع تا فاصله ۵۰ فوتی (۱۵ متری) در بالادست ادامه می‌یابد.

بخوانید  کانال های آبیاری
آیا این مطلب را می پسندید؟
http://daneshab.ir/?p=3838
اشتراک گذاری:
نگار سادات موسویان
مطالب بیشتر
برچسب ها:

نظرات

0 نظر در مورد سیفون معکوس و ساختار آن

دیدگاهتان را بنویسید

هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.