هیدرولیک
احسان ابراهیمی؛ محمود شفاعی بجستان؛ بابک امین نژاد
چکیده
معضل هدر رفت آب و انرژی و در نتیجه کاهش کارآمدی سیستم‌های آبرسانی، وجود انشعاب غیرمجاز می‌باشد. این پدیده هم در سیستم‌های آبرسانی شرب و هم کشاورزی اتفاق می‌افتد. به این منظور در این تحقیق به‌صورت آزمایشگاهی به بررسی اثر انشعاب غیر مجاز بر موج فشار جریان گذرا در خطوط لوله ویسکوالاستیک پرداخته شد. مدل آزمایشگاهی این تحقیق متشکل از ...
بیشتر
معضل هدر رفت آب و انرژی و در نتیجه کاهش کارآمدی سیستم‌های آبرسانی، وجود انشعاب غیرمجاز می‌باشد. این پدیده هم در سیستم‌های آبرسانی شرب و هم کشاورزی اتفاق می‌افتد. به این منظور در این تحقیق به‌صورت آزمایشگاهی به بررسی اثر انشعاب غیر مجاز بر موج فشار جریان گذرا در خطوط لوله ویسکوالاستیک پرداخته شد. مدل آزمایشگاهی این تحقیق متشکل از یک لوله پلی اتیلنی 2 اینچ به طول 158 متر، و ضخامت 6 میلی‌متر می‌باشد. انشعاب‌های مورد استفاده نیز از جنس پلی اتیلن با طول‌ها، قطرها، و مکان‌های مختلف می‌باشد. مقایسه اثر انشعاب‌ها با طول مختلف نشان داد که با افزایش طول انشعاب، بازتاب آن شدیدتر بوده و اثر آن بر پایین افتادگی سیگنال فشار مشهودتر است. وجود انشعاب باعث تغییر فاز سیگنال شده و این تغییر فاز با گذشت زمان از شروع جریان گذرا بیشتر شد. مقدار تغییر فاز در مکان نزدیک به شیر بین 8 تا 15 درصد و در مکان نزدیک به مخزن بین 5 تا 12 درصد تغییر می‌کند. مقایسه نوسانات فشار در حوزه زمان نشان داد که فعال بودن انشعاب، استهلاک بیشتری بر موج جریان گذرا اعمال می‌کند. با این وجود تغییر فاز محسوسی در سیگنال فشار ایجاد نمی‌شود. در پایان اثر انشعاب غیر مجاز با سیستم لوله سالم و لوله با وجود نشت نیز مقایسه شد و رویکرد مدلسازی عددی انشعاب غیرمجاز ارائه شد.
مهندسی رودخانه
مرضیه بادزن چین؛ محمد بهرامی یاراحمدی؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
رابطه مانینگ مهمترین معادله تعیین مقاومت جریان در جریان های ماندگار می باشد. میزان مقاومت جریان در مجاری باز، تحت تاثیر نوع فرم بستر و خصوصیات هندسی آن تغییر می کند. در گذشته تحقیقات گوناگونی بر روی فرم بستر انجام شده است اما تاکنون در رابطه با اثر ارتفاع فرم بستر دیون بر ضریب زبری مانینگ انجام نشده است. در تحقیق حاضر به بررسی اثر فرم ...
بیشتر
رابطه مانینگ مهمترین معادله تعیین مقاومت جریان در جریان های ماندگار می باشد. میزان مقاومت جریان در مجاری باز، تحت تاثیر نوع فرم بستر و خصوصیات هندسی آن تغییر می کند. در گذشته تحقیقات گوناگونی بر روی فرم بستر انجام شده است اما تاکنون در رابطه با اثر ارتفاع فرم بستر دیون بر ضریب زبری مانینگ انجام نشده است. در تحقیق حاضر به بررسی اثر فرم های با ارتفاع 1، 2، 3 و 4 سانتی متر و طول ثابت 25 سانتی متر بر ضریب زبری مانینگ در یک فلوم مستقیم با 5 دبی و 5 شیب بستر پرداخته شده است. نتایج نشان داد که با افزایش ارتفاع و پارامتر Δ/λ، ضریب زبری مانینگ افزایش می یابد. ضریب زبری مانینگ دیون های با ارتفاع 2، 3 و 4 سانتی‌متر بطور متوسط به ترتیب 16، 31 و 55 درصد بیش از ضریب زبری مانینگ فرم بستر با ارتفاع 1 سانتی‌متر می باشد.
مهندسی رودخانه
مصطفی حیدری؛ محمد بهرامی یاراحمدی؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
تعیین شرایط هیدرولیکی جریان در کانال‌های با بستر رسوبی مستلزم اطلاع دقیق از مقاومت جریان و ضریب شزی می‌باشد که برخلاف کانال‌های صلب علاوه بر اندازه زبری، به شکل بستر نیز بستگی دارد. به منظور بررسی میزان تاثیر اندازه ذرات بر مقاومت ناشی از شکل بستر، این مطالعه انجام گردید. شکل‌های بستر بصورت مصنوعی ساخته شدند و دو اندازه رسوبات (51/0 ...
بیشتر
تعیین شرایط هیدرولیکی جریان در کانال‌های با بستر رسوبی مستلزم اطلاع دقیق از مقاومت جریان و ضریب شزی می‌باشد که برخلاف کانال‌های صلب علاوه بر اندازه زبری، به شکل بستر نیز بستگی دارد. به منظور بررسی میزان تاثیر اندازه ذرات بر مقاومت ناشی از شکل بستر، این مطالعه انجام گردید. شکل‌های بستر بصورت مصنوعی ساخته شدند و دو اندازه رسوبات (51/0 و 18/2 میلی‌متر) بر سطح آنها چسبانده شد. آزمایش‌ها تحت تاثیر شیبهای مختلف و شرایط هیدرولیکی متفاوتی در یک فلوم مستقیم آزمایشگاهی به طول 12 متر انجام شد. نتایج نشان داد که بطور کلی با افزایش شیب بستر و اندازه ذرات، مقاومت در مقابل جریان افزایش و یا ضریب شزی مربوط به ذره ذره ((C_b ) ́)، ضریب شزی مربوط به شکل بستر (C_b^'') و ضریب شزی کل (C_b) کاهش مییابند. نتایج نشان میدهد که ضریب شزی مربوط به ذره ((C_b ) ́) برای ذرات با اندازههای 51/0 و 18/2 میلی‌متر بطور متوسط بهترتیب 98 و 93 درصد بیش از ضریب شزی کل (C_b) و 71 و 65 درصد بیش از ضریب شزی مربوط به شکل بستر (C_b^'') است. علاوه بر این ضریب شزی مربوط به شکل بستر (C_b^'') برای ذرات با اندازههای 51/0 و 18/2 میلی‌متر بطور متوسط بهترتیب 16 و 17 درصد بیش از ضریب شزی کل (C_b) می‌باشد.
مدیریت شبکه های آبیاری
ایرج رضاپور؛ محمود شفاعی بجستان؛ بابک امین نژاد
چکیده
امروزه لوله‌های پلیمری به‌علت برتری‌های قابل‌ملاحظه فنی و اقتصادی نسبت به سایر لوله‌ها با روند رو به رشدی در سیستم‌های آبرسانی عمومی و صنعتی و انتقال فاضلاب در سراسر دنیا استفاده می‌شوند. این موضوع لزوم شناخت رفتار سازه‌ای و عملکرد هیدرولیکی لوله‌های پلیمری و تأثیرات خواص ویسکوالاستیک بر نحوه تشکیل و میرایی موج فشار را بیش‌ازپیش ...
بیشتر
امروزه لوله‌های پلیمری به‌علت برتری‌های قابل‌ملاحظه فنی و اقتصادی نسبت به سایر لوله‌ها با روند رو به رشدی در سیستم‌های آبرسانی عمومی و صنعتی و انتقال فاضلاب در سراسر دنیا استفاده می‌شوند. این موضوع لزوم شناخت رفتار سازه‌ای و عملکرد هیدرولیکی لوله‌های پلیمری و تأثیرات خواص ویسکوالاستیک بر نحوه تشکیل و میرایی موج فشار را بیش‌ازپیش ضروری میسازد که سبب ارائه طرح‌های بهینه از منظر اقتصادی و فنی خواهد شد. برای بررسی این موضوع از یک مدل آزمایشگاهی خطوط لوله انتقال پلیاتیلن در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز استفاده شد. نتایج نشان داد بلافاصله پس از بستن سریع شیر ضربهقوچ، یک پیک فشاری قابل توجه و به دنبال آن یک افت ناگهانی در سیگنال فشار قابلمشاهده است. چنانچه محاسبات بر اساس مدول الاستسیسته ارایه شده توسط کارخانه انجام شود حتی با فرض الاستیک بودن لوله، مقدار اضافه فشار حدود 6/16 تا 65/37 درصد کمتر از مقدار واقعی می باشد. به دلیل تغییر شکل‌های تأخیری دیواره لوله، امواج فشاری بهسرعت میرا شده و با گذشت زمان از شروع جریان گذرا، تأخیر زمانی آن بیشتر می‌شود.
فردوس میرسالاری؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
در این مطالعه، با توجه به ناچیز بودن تعداد پژوهش‌ها در مورد کاربرد دفلکتور ممتد در سرریز جامی، به عنوان راهکاری جدید، تأثیر دفلکتور غیرممتد مثلثی در پرتابکنندۀ جامی بر میزان استهلاک انرژی و طول پرتابه به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش‌ها بر پرتابکننده جامی در چهار دبی و سه عمق پایاب متفاوت برای دو، سه و چهار دفلکتور ...
بیشتر
در این مطالعه، با توجه به ناچیز بودن تعداد پژوهش‌ها در مورد کاربرد دفلکتور ممتد در سرریز جامی، به عنوان راهکاری جدید، تأثیر دفلکتور غیرممتد مثلثی در پرتابکنندۀ جامی بر میزان استهلاک انرژی و طول پرتابه به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش‌ها بر پرتابکننده جامی در چهار دبی و سه عمق پایاب متفاوت برای دو، سه و چهار دفلکتور مثلثی با زاویه برخاست 47 درجه و بدون دفلکتور اجرا شد. در مقایسۀ کلی، عملکرد پرتابکننده با دفلکتور در استهلاک انرژی و طول پرتابه بهتر از پرتابکنندۀ بدون دفلکتور است. بیشترین میزان تلفات انرژی در برابر ، در شرایط تشکیل پرش هیدرولیکی کامل برای چهار دفلکتور در برابر 0.027 معادل 65.87 درصد و کمترین میزان تلفات در برابر ، در شرایط تشکیل پرش مستغرق کامل برای حالت بدون دفلکتور در برابر 0.049 معادل 47.86 درصد است. بیشترین طول پرتابه در برابر ، با تشکیل پرش هیدرولیکی کامل، در برابر 0.049 در پرتابکنندۀ بدون دفلکتور معادل 95.6 سانتی‌متر و کمترین میزان طول پرتابه در برابر ، برای چهار دفلکتور در برابر 0.027، با تشکیل پرش هیدرولیکی مستغرق کامل معادل 25.6 سانتی‌متر است. به‌دلیل افزایش میزان تلفات انرژی (تحت تأثیر اختلاط جت‌های عبوری دفلکتورها و پرتابکننده) و کاهش طول پرتابه، پرتابکننده با دفلکتور مثلثی توصیه می‌شود.
پیام خسروی نیا؛ علی حسین زاده دلیر؛ محمود شفاعی بجستان؛ محمد رضا نیک پور
چکیده
مطالعۀ هیدرولیک جریان در تلاقی رودخانه ها و کانال های روباز از جنبه های مختلف شامل فرسایش، رسوبگذاری و ملاحظات زیست محیطی بااهمیت است. یکی از مهمترین خصوصیات مورد توجه در محل تلاقی، ابعاد ناحیة جداشدگی جریان است. این ناحیه بلافاصله بعد از گوشۀ پایینی محل تلاقی در حین ورود جریان از شاخۀ فرعی به شخة اصلی به وجود می ...
بیشتر
مطالعۀ هیدرولیک جریان در تلاقی رودخانه ها و کانال های روباز از جنبه های مختلف شامل فرسایش، رسوبگذاری و ملاحظات زیست محیطی بااهمیت است. یکی از مهمترین خصوصیات مورد توجه در محل تلاقی، ابعاد ناحیة جداشدگی جریان است. این ناحیه بلافاصله بعد از گوشۀ پایینی محل تلاقی در حین ورود جریان از شاخۀ فرعی به شخة اصلی به وجود می آید. در پژوهش حاضر تأثیر شیب جانبی دیوار کانال اصلی بر ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان بررسی شده است. آزمایش ها به ازای چهار نسبت دبی، چهار عدد فرود پایاب و زاویه های 45، 60، 75 و 90 درجه اجرا شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از افزایش ابعاد ناحیۀ جداشدگی در اثر کاهش زاویۀ شیب جانبی دیوار کانال اصلی است. میانگین افزایش طول ناحیۀ جداشدگی به ازای زاویه های 45، 60 و 75 درجه نسبت به دیوار قائم به ترتیب برابر 55/3، 30/3 و 15/5 درصد به‌دست آمده است. مقادیر گفته شده برای پهنای ناحیۀ جداشدگی به ترتیب برابر 33/8، 22/7 و 10/8 درصد است. کاهش عدد فرود پایاب و افزایش نسبت دبی کانال فرعی به کانال اصلی نیز با افزایش ابعاد ناحیۀ جداشدگی همراه است. همچنین، متناسب با افزایش زاویۀ شیب جانبی، شاخص شکل ناحیۀ جداشدگی افزایش می‌یابد بهطوریکه میانگین مقادیر آن به ازای زاویه های 45، 60، 75 و 90 درجه بهترتیب برابر 0/144، 0/147، 0/150 و 0/156 به دست آمده است. علاوه بر آن، روابطی رگرسیونی برای محاسبۀ طول و پهنای ناحیۀ جداشدگی و بر اساس متغیرهای بی بعد تحقیق حاضر استخراج و به ازای شیب جانبی 90 درجه با روابطی مقایسه شد که دیگر محققان به کار برده‌اند.
نیلوفر کیان ارثی؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
با ورود مواد به داخل کانال‌ها و رودخانه‌ها و طی فاصلۀ طولی مشخص، که به آن طول اختلاط گفته می‌شود، این مواد بر اثر عواملی چون حرکت مولکولی، تلاطم و توزیع غیر یکنواختی سرعت، در کل مقطع جریان توزیع می‌شوند. در طرح‌های متعدد کاهش این طول یکی از اهداف است که برای رسیدن به آن روش‌هایی مختلف وجود دارد که یکی از آنها افزایش ضریب اختلاط عرضی ...
بیشتر
با ورود مواد به داخل کانال‌ها و رودخانه‌ها و طی فاصلۀ طولی مشخص، که به آن طول اختلاط گفته می‌شود، این مواد بر اثر عواملی چون حرکت مولکولی، تلاطم و توزیع غیر یکنواختی سرعت، در کل مقطع جریان توزیع می‌شوند. در طرح‌های متعدد کاهش این طول یکی از اهداف است که برای رسیدن به آن روش‌هایی مختلف وجود دارد که یکی از آنها افزایش ضریب اختلاط عرضی است. در این مطالعه، اثر کاربرد صفحات مستغرق، سازههایی مستطیلی در بستر کانال با زاویه‌ای مشخص نسبت به جریان، در افزایش ضریب اختلاط عرضی در فلوم مستطیلی مستقیم بررسی شده است. آزمایش ها در چهار دبی متفاوت در حالت با و بدون سازه اجرا شده است. محلول نمکی، بهعنوان مادۀ ردیاب، از مرکز کانال با دبی ثابت وارد شد و میزان شوری جریان در چهار ایستگاه در پاییندست محل ردیاب به کمک سنسورهای ECسنج برداشت گردید. نتایج بررسی نشان داد که صفحات مستغرق نصب شده، ضریب اختلاط عرضی را در دبی های مختلف از 5/1 تا 7/1 برابر افزایش میدهند. بررسیها همچنین نشان میدهد افزایش دبی در حالت شاهد ضریب اختلاط عرضی را 4/2 برابر و افزایش دبی در حالت با سازه ضریب اختلاط عرضی را تا 5/2 برابر افزایش میدهد. بهطور کلی نتایج نشاندهنده تأثیر قابل توجه صفحات مستعرق بر ضریب اختلاط عرضی است.
پروین چهارده چریکی قلی زاده؛ محمود شفاعی بجستان
چکیده
در این مقاله، توپوگرافی بستر آبرفتی پاییندست حوضچۀ جدید (بستر پوشیده با المان‌های شش‌پایه) و نیز تغییرات حداکثر عمق حفره برای شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود اولیه 5/76 تا 9/13) و سه اندازۀ رسوب مختلف بررسی شده است. طول حوضچه در تمام آزمایش‌ها ثابت و متناسب با حداکثر دبی محاسبه شد. نتایج بررسی ها نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی، ...
بیشتر
در این مقاله، توپوگرافی بستر آبرفتی پاییندست حوضچۀ جدید (بستر پوشیده با المان‌های شش‌پایه) و نیز تغییرات حداکثر عمق حفره برای شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود اولیه 5/76 تا 9/13) و سه اندازۀ رسوب مختلف بررسی شده است. طول حوضچه در تمام آزمایش‌ها ثابت و متناسب با حداکثر دبی محاسبه شد. نتایج بررسی ها نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی، در مقایسه با تحقیقات دیگر محققان که در شرایط با بستر صاف بوده است، به طور متوسط 61 درصد کاهش داشته است. افزایش اندازۀ ذرات رسوبی از 0/95 به 2/23 میلی متر باعث کاهش حداکثر عمق آبشستگی به میزان 56 درصد شده است. در آزمایش هایی که طول پرش کمتر از طول حوضچه بود عمق حفره نیز کاهش چشمگیری داشته به طوری که در نسبت طول پرش به طول حوضچه برابر 0/405 حداکثر عمق آبشستگی به طور متوسط 64 درصد کاهش یافته است. شیب شیروانی های بالادست و پایین دست حفره نیز در تمام آزمایش‌ها اندازه گیری شد که برای دیوارۀ بالادست بین 6 و 24 درجه و برای دیوارۀ پایین دست بین 2 و 7 درجه است. همچنین، معادلۀ پروفیل طولی بدون بعد آبشستگی در پایین دست حوضچۀ آرامش با بستر زبر استخراج گردید.
