Jet akımının hidrolik sıçrama üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of jet flow effect on the hydraulic jump
Yazar: FEVZİYE AYÇA VAROL
Danışman: PROF. DR. ESİN ÇEVİK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada yatay kanalda farklı debilerdeki su jetlerinin hidrolik sıçramaya etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar 75 mm genişliğinde, 150 mm derinliğinde ve 5 m uzunluğundaki kanal da gerçekleştirilmiştir. Deneyler 3.43 ile 4.83 arasında 6 farklı Froude sayısı için, 5 farklı su jeti debisinde ve su jeti etkime açısı 30o, 45o ve 60o şartlarında gerçekleştirilmiştir. Serbest sıçrama ve jetli sıçrama halleri yüksek hızlı bir SVHS kamera yardımı ile görüntü işleme tekniği kullanılarak incelenmiştir. Serbest hidrolik sıçrama ve jetli haller için akım yapısı, sıçramanın çevri uzunluğu, su yüzü profilleri ve enerji kaybı araştırılmış ve karşılaştırılmıştır.Su yüzü profillerinin belirlenmesi için çizilen bütün grafiklerden, etki ettirilen su jetinin debisi arttıkça sıçramanın menbaya doğru yaklaşmakta olduğu gözlenmiştir. İlave jet durumunda sıçrama yüzey profili dikliğinin serbest sıçramanın su yüzeyi profili ile karşılaştırıldığında arttığı gözlenmiştir. Aynı zamanda su jeti debisi arttıkça sıçramanın mansabındaki derinlik, y2 artmaktadır. Hidrolik sıçramaya su jeti etki ettirildiğinde özellikle küçük Froude sayılarında serbest sıçramaya göre çevri uzunluğunun azaldığı görülmüştür. Jetli ve jetsiz durumlarda çevri uzunlukları menba Froude sayısının artmasıyla artmaktadır. Menba derinliği ve serbest sıçramada kaybolan enerjiye göre boyutsuzlaştırılan enerji kaybının (?E) başlangıç Froude sayısı ile değişimi grafiklerine bakıldığında Froude sayısı arttıkça enerji kaybı hem jetli hem de jetsiz halde artmaktadır. Su jeti etki ettirildiğinde serbest sıçramaya göre enerji kaybının daha fazla olduğu görülmektedir. Etki ettirilen su jeti debisi arttıkça kaybolan enerji miktarı da artmaktadır.Anahtar kelimeler: Hidrolik sıçrama, enerji kaybı, su jeti etkisi, çevri uzunluğu.

Abstract:
In this study, effect of water jet with different flow rates on the hydraulic jump in horizontal channel has been investigated. The experiments were carried out in the 75 mm width, 150 mm depth and 5 m length water channel. Experiments were carried out for six different upstream Froude numbers in the range of 3.43- 4.83 and five different water jet discharges. Water jets were applied with 30o, 45o and 60o angles to the toe of the jump. Free jump and jumps with jets were analyzed by image processing technique with a high speed SVHS camera. Flow structures, roller lengths, water surface profiles and energy losses during free hydraulic jump and hydraulic jump with water jet were studied and compared.According to graphics plotted to determine the water surface profile change with water jets, hydraulic jumps were observed moved to upstream of the flow with increasing water jet flowrate. The steepness of the surface profiles during hydraulic jumps with water jet increased when compared with free hydraulic jump, also downstream water depth, y2, increases with increasing water jet discharge. Roller length increased with increasing upstream Froude number. Roller length decreased with respect to that of the free hydraulic jump when the hydraulic jump with water jet. The normalized energy losses with respect to upstream water depth and the energy loss of the free hydraulic jump increased with increasing Froude number both in free hydraulic jump and the hydraulic jump with water jet. The energy losses in hydraulic jump with water jet were obtained higher than that of the free hydraulic jump. The increase in energy loss was also observed as the jet flow rate increases.Key Words: Hydraulic jump, energy losses, effect of water jet, roller length.