تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالب علي مكي محمد حسن في قسم هندسة الموارد المائية عن بحثه الموسوم ” تشتيت الطاقة باستخدام هدارات السلال الركامية تحت تأثير تغيير شكل الهدّار و تدرج الركام ” وبأشراف أ.د. رياض زهير جويعد الزبيدي ,أ.م.د. فاضل محمد ظاهر آل محمد وتألفت لجنة المناقشة برئاسة أ.د. عبد الإله يونس محمد وعضوية كل من أ.م.د. خالد عادل عبد الرزاق , أ.م.د. رسول مجبل خلف
وتلخص بحثة بما يلي:
هدفت الدراسة إلى اختبار تأثير استخدام هدارات السلال الركامية لاشكال مختلفة للهدار و أقطار مختلفة للحصى في تقليل طاقة الجريان عند مؤخر الهدار. تم اختبار ثلاثون نموذجا هيدروليكيا و بأشكال و أبعاد مختلفة حيث رتبت النماذج إلى أربعة مجموعات و قسمت كل مجموعات بدورها الى شكلين. المجموعة A تمثل الشكل المستطيل للهدار, وتمثل المجموعات Bو C وD الشكل المدرج للهدار. المجموعات B و C و D تتكون من تدريجتين وثلاث تدريجات واربع تدريجات على التوالي. تراوحت أطوال النماذج للمجموعات A و B و C و D ما بين 40-120 سم, 56-120 سم, 72-120 سم و 88-120 سم على التوالي. ولإجراء التجارب المختبرية فقد تم استخدام الحصى الاحادي التدرج بأقطار 9.5-14, 14-19, 19-25, 25-37.5, و 37.5-50 ملم.
بلغ مجموع التجارب التي أجريت لتحديد مقدار الطاقة المشتتة باستخدام الاشكال المختلفة لهذا النوع من الهدارات للمجموعات الاربع الفا و تسعة و ستون تجربة. لقياس مقدار تشتيت طاقة جريان الماء وتحديد المعيار لذلك تم استخدم الفرق في الطاقة بين مقدم الهدار و مؤخره و مسافة القفزة الهيدروليكية لكل حالة. بينت النتائج المختبرية اختلاف النماذج المستخدمة في سلوكها في تشتيت الطاقة وفقا للقطرالمكافئ للحصى المستخدم وابعاد الهدار المتضمنة لطول الهدار وارتفاع وعدد التدريجات لكل حالة بالاضافة الى التصريف المار عبر الهدار. تم تمثيل العلاقة بين الطاقة المشتتة والتصريف لكافة المجاميع باستخدام مفهوم المعادلات اللابعدية اعتمادا على نظرية بكنكهام، ومن الممكن الاعتماد على المعادلات المستنتجة لاغراض تصميم الهدارات الركامية. لجميع اشكال الهدارات المفحوصة, يقل مقدار تشتيت الطاقة مع زيادة القطر المكافئ للحصىى المستخدم كما إن زيادة طول الهدار لنفس القطر المكافئ للحصى والتصريف تؤدي إلى زيادة تشتيت الطاقة في الهدارات المستطيلة الشكل وإلى نقصانها في الهدارات المدرجة. ان نسبة تقليل تشتيت الطاقة للهدارات المستطيلة تزداد بزيادة القطر المكافئ للحصى المستخدم ولاتتأثر بتغيير طول الهدار. وقد اوضحت النتائج المختبرية للهدارات المدرجة بان نسبة تقليل تشتيت الطاقة تزداد بزيادة كل من الطول الكلي للهدار والقطر المكافئ للحصى المستخدم. ان اعظم تقليل للطاقة المشتتة للمجاميع AوB وC و D كانت 89% و57% و61% و57% على التوالي. بينت نتائج مسافة القفزة الهيدروليكية بانه للهدار المستطيل والهدار ذو التدريجتين فان مسافة القفزة الهيدروليكية تقل بزيادة القطر المكافئ للحصى المستخدم اما للهدارات ذوات التدريجات الثلاثية والرباعية فان مسافة القفزة الهيدروليكية لاتتاثر بزيادة القطر المكافئ للحصى. إن زيادة طول الهدار المستطيل لنفس نموذج الحصى يؤدي الى تقليل مسافة القفزة بينما بينت النتائج بان زيادة طول الهدارات المدرجة ليس لها تاثير واضح على مسافة القفزة الهيدروليكية. إن نسبة تقليل مسافة القفزة الهيدروليكية لنماذج المجموعة A تزداد بزيادة كل من القطر المكافئ للحصى و طول الهدار اما للمجاميع Bو C و D فان زيادة طول الهدار لاتؤثر على نسبة تقليل مسافة القفزة الهيدروليكية. اعظم قيمة للتقليل في مسافة القفزة كانت 99% و84% للمجموعتين B و C على التوالي بينما تم الحصول على تقليل 100% في طول القفزة للمجموعتين AوD .
وتلخص بحثة بما يلي:
هدفت الدراسة إلى اختبار تأثير استخدام هدارات السلال الركامية لاشكال مختلفة للهدار و أقطار مختلفة للحصى في تقليل طاقة الجريان عند مؤخر الهدار. تم اختبار ثلاثون نموذجا هيدروليكيا و بأشكال و أبعاد مختلفة حيث رتبت النماذج إلى أربعة مجموعات و قسمت كل مجموعات بدورها الى شكلين. المجموعة A تمثل الشكل المستطيل للهدار, وتمثل المجموعات Bو C وD الشكل المدرج للهدار. المجموعات B و C و D تتكون من تدريجتين وثلاث تدريجات واربع تدريجات على التوالي. تراوحت أطوال النماذج للمجموعات A و B و C و D ما بين 40-120 سم, 56-120 سم, 72-120 سم و 88-120 سم على التوالي. ولإجراء التجارب المختبرية فقد تم استخدام الحصى الاحادي التدرج بأقطار 9.5-14, 14-19, 19-25, 25-37.5, و 37.5-50 ملم.
بلغ مجموع التجارب التي أجريت لتحديد مقدار الطاقة المشتتة باستخدام الاشكال المختلفة لهذا النوع من الهدارات للمجموعات الاربع الفا و تسعة و ستون تجربة. لقياس مقدار تشتيت طاقة جريان الماء وتحديد المعيار لذلك تم استخدم الفرق في الطاقة بين مقدم الهدار و مؤخره و مسافة القفزة الهيدروليكية لكل حالة. بينت النتائج المختبرية اختلاف النماذج المستخدمة في سلوكها في تشتيت الطاقة وفقا للقطرالمكافئ للحصى المستخدم وابعاد الهدار المتضمنة لطول الهدار وارتفاع وعدد التدريجات لكل حالة بالاضافة الى التصريف المار عبر الهدار. تم تمثيل العلاقة بين الطاقة المشتتة والتصريف لكافة المجاميع باستخدام مفهوم المعادلات اللابعدية اعتمادا على نظرية بكنكهام، ومن الممكن الاعتماد على المعادلات المستنتجة لاغراض تصميم الهدارات الركامية. لجميع اشكال الهدارات المفحوصة, يقل مقدار تشتيت الطاقة مع زيادة القطر المكافئ للحصىى المستخدم كما إن زيادة طول الهدار لنفس القطر المكافئ للحصى والتصريف تؤدي إلى زيادة تشتيت الطاقة في الهدارات المستطيلة الشكل وإلى نقصانها في الهدارات المدرجة. ان نسبة تقليل تشتيت الطاقة للهدارات المستطيلة تزداد بزيادة القطر المكافئ للحصى المستخدم ولاتتأثر بتغيير طول الهدار. وقد اوضحت النتائج المختبرية للهدارات المدرجة بان نسبة تقليل تشتيت الطاقة تزداد بزيادة كل من الطول الكلي للهدار والقطر المكافئ للحصى المستخدم. ان اعظم تقليل للطاقة المشتتة للمجاميع AوB وC و D كانت 89% و57% و61% و57% على التوالي. بينت نتائج مسافة القفزة الهيدروليكية بانه للهدار المستطيل والهدار ذو التدريجتين فان مسافة القفزة الهيدروليكية تقل بزيادة القطر المكافئ للحصى المستخدم اما للهدارات ذوات التدريجات الثلاثية والرباعية فان مسافة القفزة الهيدروليكية لاتتاثر بزيادة القطر المكافئ للحصى. إن زيادة طول الهدار المستطيل لنفس نموذج الحصى يؤدي الى تقليل مسافة القفزة بينما بينت النتائج بان زيادة طول الهدارات المدرجة ليس لها تاثير واضح على مسافة القفزة الهيدروليكية. إن نسبة تقليل مسافة القفزة الهيدروليكية لنماذج المجموعة A تزداد بزيادة كل من القطر المكافئ للحصى و طول الهدار اما للمجاميع Bو C و D فان زيادة طول الهدار لاتؤثر على نسبة تقليل مسافة القفزة الهيدروليكية. اعظم قيمة للتقليل في مسافة القفزة كانت 99% و84% للمجموعتين B و C على التوالي بينما تم الحصول على تقليل 100% في طول القفزة للمجموعتين AوD .
