Supercritical flow in spillway conduit bends

[M. Kolarević]

XXII, 163 lista

Грађевинарство - Хидротехничке грађевине и објекти / Civil engineering - Hydraulic structure and facilities

У оквиру докторске дисертације је анализирано течење у прово- днику кружног попречног пресека које настаје услед присуства хоризонталне кривине при бурном току. На физичком моделу је испитан утицај геометријских карактеристика кривине (закрив- љеност и скретни угао) и услова течења у узводној непоремећеној зони (релативна дубина и Фрудов број) на настанак хеликоидног течења и загушења тока. На основу анализе резултата моделских испитивања, изведене су емпиријске једначине којима се у зави- сности од поменутих величина датим у бездимензионалном обли- ку, описују зоне настанка одређеног типа течења. Провера пред- ложених емпиријских израза за шири спектар услова течења и карактеристика кривине је урађена применом нумеричког моде- ла, формираног у оквиру програмског пакета Fluent. На њему су анализирани случајеви који због ограничености капацитета лабо- раторијске инсталације нису могли да се испитају на физичком моделу. Резултати испитивања на физичком моделу су коришће- ни и за одређивање губитка енергије који настаје у проводнику при хеликоидном течењу. Дефинисани су општи изрази којима се у зависности од карактеристика кривине одређује овај коефици- јент губитка.

A complex flow pattern occurring in a circular conduit bend with supercritical flow has been studied. The influence of geometry (bend curvature and deflection angle) and approach flow conditions (relative flow depth and Froude number) on the inception of helical and choking flow are analyzed on the scale model. A series of experiments provided data for developing empirical relationships describing the effects of aforementioned variables given in nondimenzional form on the inception of a certain type of flow. Empirical relationships are checked by the numerical model for a wider range of approach flow conditions and bend curvatures. Numerical model is prepared using software package Fluent, and it was used to simulate conditions that could not be examined on scale model due to the limited capacity of the laboratory installation. Based on the scale model experiments, the energy loss for helical flow are also determined. Empirical relationships for the energy bend loss coefficient depending on the bend curvature and deflection angle were proposed.

буран ток, хоризонтална кривина, затворени проводник, хе- ликоидно течење, загушење тока, енергетски губитак у кривини, физички модел, нумерички модел

choking flow; closed conduit; energy bend loss; helical flow; horizontal bend; hydraulic model; supercritical flow

624.131.62:626.12/.13(043.3)

Tekst