Hydroulic jump at an abrupt drop

Abstract

ÖZET ANİ DUŞÜLERDE HİDROÜK SIÇRAMA GÜR, Zerrin Yüksek Lisans Tezi, İnşaat Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Y.Doç.Dr. Nuray(DENÜ)TOKYAY Şubat 1988 > 102 sayfa Ani düşülerde hidrolik sıçrama, menba suyu Froude sayısına, kuyruk suyu ve düşü yüksekliğinin menba suyu yüksekliği oranına bağlı olarak üç değişik şekilde oluşur. Bu oluşumlar A~tipi sıçrama (Dalgalanma ve B- tipi sıçrama olarak adlandırılmaktadır. Bu çalışmada A ve B-tipi sıçramalar hem teorik hem de deneysel olarak incelenmiş ve Dalgalanma ile ilgili veride alınmıştır. Boru hatlarındaki ani çap genişlemeleri ile benzerlik göz önüne alına rak düşü yüzeyindeki basınç dağılımı > dolayısı ile basınç kuvveti yeni bir yaklaşımla tanımlanmıştır. Öngörülen basınç dağılımıyla A ve B- 1 ipi sıçrama ların tahmin edilmesinde tek boyutlu momentum eşitliği kullanılmıştır. Ave B-tipi sıçramaların bu çalışmadaki verileri ile literatürden alman veriler, öngörülen yaklaşım ile literatürdeki yaklaşımla karşılaştırılmış ve yeni yaklaşımın daha iyi sonuç verdiği görülmüştür. Deney sonuçlan göstermiştir ki, B-tipi sıçramalarda düşü yüzündeki basınç atmosferik basıncın altında^ona eşit veya üzerinde olabilmektedir ve Brs (ipi sıçramalar çok yüksek kanal taban hızlarına sahiptirler. Bu nedenlerle B~ tipi sıçramaların oluşumu dinlenme havuzlan tasarımlarında engellenmelidir. Öngörülen yeni yaklaşım kullanılarak, B-tipi sıçramaların oluşumu önlenip A- tipi sıçramaların oluşmasını sağlayan bir tasarım yöntemi geliş tirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Hidrolik Sıçrama, Ani Düşü, A` Tipi Sıçrama, B- Tipi Sıçrama, Cidar Gerilmesi, Dinlenme Havuzu »v-

ABSTRACTHYDRAULIC JUMP AT AN ABRUPT DROP GÜR, Zerrin M.S. in Civil Engineering Supervisor: Assl. Prof. Dr. Nuray (DENLİ) TOKYAY February 19 88, 102 pages At an abrupt drop hydraulic jump occurs in three different forms, depending on upstream Froude number, the relative magnitudes of the tailwater depth and drop height with respect to `inUal depth of the jump. These forms are named as A-jump Wave and B-jump. In this study A and B-jumps have been investigated both theoretically and experimentally. Some data have also been taken in Wave formation. Considering the similarity as for sudden enlargement in a pipelines new assumption on the pressure distribution on the face of the drop hence on the force is introduced. Then with this proposed pressure distribution, one- dimensional momentum equation is used for the analysis and the prediction of A and B-jumps. The data obtained from the experiments on A and B-jumps and the data available in literature are compared with the prediction formula proposed in this and with the prediction formula in literature. The results show that the approach proposed in this study gives belter results. The experimental results show that for B-jumps the pressure ön the drop face may be subatmospheric atmospheric or above atmospheric pressure and B-jumps have high bottom velocities. Therefore B-jumps must be avoided in design of stilling basins. Using the proposed approach a design procedure is also given to eliminate the B-jump formation and to obtain A-jump at an abrupt drop. Key Words: Hydraulic Jump, Abrupt Drop, A-Jump,Wave, B-Jump Wall-Shear Stress. -Ill-