انواع تیغه جریان در سرریزها

انواع تیغه جریان در سرریزها

برای معرفی انواع تیغه جریان در سرریزها ابتدا چند سوال را مطرح کنیم و در ادامه جواب سوالات را باهم مرور کنیم.

آیا تا به حال در هنگام ریزش جریان از روی سرریز دقت کرده ­­اید که تیغه جریان به  چه صورت عمل می ­کند؟

آیا هوادهی در پایین دست سرریزهای لبه تیز نیاز هست؟

اگر هوادهی رعایت نگردد، چه اتفاقی رخ می ­دهد؟

 آیا هوادهی نامنظم می ­تواند عاملی برای تخریب سرریز لبه تیز باشد؟

جریان بر روی سرریزهای لبه ­تیز به گونه ­ای است که حتی مقدار کم جریان باعث پرتاب آب از روی آن شده و در این حالت قسمت پایین ­دست بدنه سرریز، واضح و نمایان خواهد بود. در این شرایط مقدار هوا در زیر حجم جریان وجود دارد که به صورت مداوم و همراه جریان آب، حرکت می­ کند. در عمل لازم است که طراحی سرریز لبه ­تیز به گونه­ ای انجام شود که فشار هوای مزبور ثابت نگه داشته شده و لذا جریان دارای خصوصیات جابجایی نامطلوب نگردد. چرا  که با کاهش فشار هوا در زیر حجم جریان، شعاع خطوط جریان کم و انحنای جت در حال عبور از روی سرریز افزایش یافته و مقدار ضریب دبی جریان افزایش می­ یابد.

همچنین اگر تهویه هوای لازم برای حجم زیر جریان به صورت غیرمنظم انجام پذیرد، جت ایجاد شده (تیغه جریان) ارتعاش و نوسان  خواهد داشت و جریان روی سرریز غیر دائمی می­ شود. در این صورت چنانچه فرکانس نوسانات تهویه غیر منظم و هوا با فرکانس جت و سازه سرریز تقریبا مساوی شود، ارتعاشات جت می ­­تواند باعث خرابی سرریز گردد.

صورت های مختلف تیغه جریان

• تیغه جریان جهنده

هر گاه هد آب بالادست سرریز به اندازه ­ای باشد که بتواند تیغه جریان را به میزان کافی از سررریز دور کند و درنتیجه هوا بتواند به راحتی در زیر جت عبوری جریان یابد، تیغه جریان را جهنده گویند. در این شرایط فشار در دوطرفه تیغه جریان برابر با فشار اتمسفر است و می­ توان با تقریب خوبی توزیع فشار در درون جت را برابر با فشار اتمسفر در نظر گرفت که در این شرایط جریان را آزاد می ­نامند.

• تیغه جریان فرورفته

اگر هوا نتواند به آسانی از زیر تیغه جریان عبور کند، همانند شرایطی که سرریز از نوع بدون فشردگی جانبی است و هیچگونه تجهیزات هوادهی نیز به کار نرفته باشد، هوا در بین تیغه جریان و بدنه سرریز محبوس می­ شود. کاهش فشار در این منطقه سبب ایجاد  مکش شده و تیغه جریان به دیواره سرریز نزدیک می­ شود. چنین حالتی را تیغه فرورفته گویند.

• تیغه جریان چسبیده

در شرایط یاد شده با افزایش هد آب، هوا به تدریج از منطقه محبوس خارج شده تا این که تیغه جریان کاملا به بدنه سرریز می­ چسبد، در این حالت تیغه جریان را از نوع چسبیده نامند.

[alert type=”info”]عوامل موثر بر انتخاب پوشش کانال آبیاری[/alert]

• تیغه جریان مستغرق با پرش دور

به هنگام افزایش هد جریان در بالادست سرریز، شرایطی به وجود می ­آید که تیغه جریان به طور ناگهانی به طرف پایین دست کشیده و در قسمت تحتانی مستغرق می ­شود. در این حالت، در منطقه هوای پشت سرریز جریان­ های چرخشی ایجاد می ­شود.

بر حسب شرایط جریان پایین ­دست، ممکن است سطح آب به طور ناگهانی افزایش یابد و پرش هیدرولیکی رخ دهد.

اگر پرش مذبور، قسمت پایینی تیغه جریان را نپوشاند، در این صورت تیغه جریان را مستغرق با پرش دور گویند.

• تیغه جریان مستغرق با پرش نزدیک

اگر پرش هیدرولیکی، قسمت پایینی تیغه جریان را بپوشاند، تیغه جریان حاصل را مستغرق با پرش نزدیک گویند.

• تیغه جریان موجی در سرریز مستغرق

هر گاه افزایش سطح آب در پایین دست به حدی برسد که از تاج سرریز تجاوز کند، تیغه جریان را از نوع موجی و سرریز را مستغرق گویند.

[alert type=”warning”]اکثر محاسبات و روابط ارائه شده برای سرریزها، در شرایط جریان آزاد یعنی حالتی که سطح آب پایین­ دست تاثیری بر جریان بالادست ندارد و تیغه جریان با هوادهی کامل (تیغه جهنده) است، ارائه شده­ اند. اصولا برای دست یابی به جریان جهنده در سرریزهای مستطیلی هم عرض کانال، لازم است تا از تجهیزات هوا دهی استفاده شود، اما در سایر انواع سرریز به علت فشردگی اجباری تیغه جریان، نیازی به این تجهیزات اضافی نیست.[/alert]