دانلود مقاله در مورد كالورت‌ها يا آبرو‌هاي زيرزميني 15 ص
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 18 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
كالورت‌ها يا آبرو‌هاي زيرزميني
چنانچه در مسير آبرو يا خطالقعري و به جهت ايجاد راه يا راهآهن از خاكريز استفاده شود، براي انتقال آب از يك سوي خاكريز به سمت ديگر آن، از سازهاي به نام كالورت استفاده ميشود كه در پايينترين نقطه خطالقعر ساخته ميگردد. اين نوع سازهها اگرچه از نظر اجرايي ساده هستند، اما طرح هيدروليكي آنها تا حدودي پيچيده و تابعي از عوامل مختلف است كه به سادگي قابل تقسيم به جريانهاي تحت فشار يا آزاد نميباشد، بلكه در برخي موارد تركيبي از اين دو حالت را دارا خواهد بود. از نقطه نظر هيدروليكي، آنچه اهميت دارد، اين است كه آيا كالورت جريان را به صورت پر از خود عبور مي دهد يا نيمه پر. به عنوان مثال حتي اگر عمق پاياب در خروجي كالورت كمتر از ارتفاع آن باشد و يا اصطلاحاً كالورت غيرمستغرق باشد، بسته به اين كه ارتفاع آب در بالادست و نيز ميزان افت انرژي چگونه باشد، ممكن است هر دو حالت پر يا نيمه پر اتفاق افتد.
به عبارت ديگر، عوامل مختلفي نظير قطر (يا ابعاد مقطع)، طول و زبري كالورت، ارتفاع آب در بالادست و پايين دست و نيز شيب كالورت در چگونگي جريان در داخل آن موثر ميباشد. اگر ورودي كالورت به گونه مناسب انتخاب گردد، يكي از مهمترين پارامترهاي تعيين كننده طول آن خواهد بود و به همين جهت گاه از نظر هيدروليكي كالورت را طولاني خوانند. آنگاه كه جريان را به صورت پر از خود عبور دهد و گاه آن را كوتاه خوانند، زماني كه جريان را نيمهپر عبور دهد.
در كالورت‌ها، مقدار دبي با اعمال معادلات پيوستگي و انرژي بين دو مقطع ابتدايي و انتهايي آن بدست ميآيد و برحسب آن شيب كف كالورت تند يا ملايم باشد، ميتوان انواع مختلف جريان در داخل آن حاصل گردد. چنانچه شيب كالورت تند و ثابت باشد، امكان ايجاد جريانهايي مطابق شكل زير بر حسب شرايط وجود خواهد داشت كه در آنها y1 عبارت است از ارتفاع سطح آب نسبت به كف كالورت در بالادست و D قطر كالورت يا بعد قائم آن ميباشد.
3
پروفيل انواع جريان در كالورت با شيب تند و ثابت
همانگونه كه در شكل فوق مشاهده ميشود، عمق جريان در ابتداي كالورت معادل عمق بحراني و بر حسب آنكه عمق پاياب در چه موقعيتي ميتواند به صورت آزاد يا پس از ايجاد يك پرش هيدروليكي از كالورت خارج شود. در اين صورت دبي بر اساس عمق بحراني ابتداي سازه ورودي آن تعيين ميگردد. شايان ذكر است كه در يكي از حالات ياد شده اگرچه سطح آب در بالادست از تراز بالاي كالورت بالاتر است، اما اين اختلاف به گونهاي نيست كه كالورت به صورت پر عمل نمايد. در صورتي كه سطح پاياب بالاتر از سقف كالورت در انتها باشد، پرش هيدروليكي اتفاق خواهد افتاد و هرچه ارتفاع سرآب و پاياب بيشتر شده و يا مقاومت كالورت افزايش يابد، پرش به سمت بالادست حركت خواهد كرد تا زماني كه به ورودي آن برسد. در اين حالت ورودي كاملاً مستغرق و كالورت به صورت كاملاً پر عمل مينمايد و دبي بر اساس مقاومت و افت انرژي كالورت در بالادست و پاييندست آن محاسبه ميگردد.
در شكل زير، حالتي كه مقدار كمي با حالت قبلي متفاوت است، نشان داده شده است. در اين شكل، قسمتي از كالورت با طول كم و شيب تند در ابتدا و بقيه با طول زياد و شيب تقريباً افقي در انتها قرار داشته و تراز پاياب بالاتر از سقف كالورت در پاييندست ميباشد. واضح است كه تمام طول پايين دست و قسمتي از بالادست به صورت عمل پر خواهد نمود و منطقه تمام پرسازه تا آنجا به سمت بالادست نزديك ميشود كه انرژي لازم براي طول پاييندست ايجاد گردد. در نتيجه در دبيهاي كم تنها طول كمي از قسمت داراي شيب تند به صورت تمام پر عمل نموده و ورودي كالورت داراي جريان آزاد خواهد بود (حالت 1 شكل زير) و با افزايش دبي، پرش هيدروليكي حاصله كه منطقه تمام پر را ايجاد مينمايد، كمكم به سمت بالا حركت كرده تا جايي كه ورودي مستغرق گشته و كل كالورت داراي جريان پر گردد (حالت 2 شكل زير). در اين حالت، دبي بوسيله افت انرژي سازه محاسبه مي
3
گردد. در صورتي كه در حالت 1، تنها تابعي از شرايط ورودي است، اضافه مينمايد. در اين زمينه مسائل و موضوعات فراواني است كه احتياج به تحقيقات بيشتري دارد. به عنوان مثال براي جريان پر در كالورت‌ها لازم نيست كه حتماً عمق پاياب بالا باشد، بلكه حتي در كالورتهاي طولاني و شيب كم نيز اين امر اتفاق ميافتد، اگرچه در ابتداي آن ممكن است جريان آزاد وجود داشته باشد.
پروفيل جريان در كالورت با شيب متغير
علاوه بر حالت فوق، Bodhaine در سال 1976 انواع جريانهاي موجود در كالورتهاي با شيب ثابت را به صورت شكل زير نشان داد كه مشخصات شش نوع جريان به همراه معادلات دبي براي هر يك در آن برآورد شده است. در اين روابط، D: بيشترين ارتفاع كالورت در بالادست، CD: ضريب دبي، AC: سطح مقطع در حالت عمق بحراني، V1: سرعت متوسط در مقطع موردنظر، a1: ضريب تصحيح سرعت در معادله انرژي،: افت انرژي بين دو مقطع 1 و 2، Lw: فاصله مقطع 1 (محل افت شديد سطح آب جهت ورود به كالورت) تا ورودي كالورت، K1: ضريب انتقال مقطع 1، Kc: ضريب انتقال مقطع بحراني، : افت انرژي در طول كالورت، L: طول كالورت و ساير پارامترها در شكل مشخص ميشود.
4
انواع جريان در كالورت‌ها (Ao: سطح مقطع كالورت)
نوع جريان و مشخصات دبي آن (با توجه به شكل بالا)
نوع 1) عمق بحراني در ورودي:
نوع 2) عمق بحراني در انتها:
نوع 3) جريان زيربحراني در تمام كالورت (Sc