استخدام التهوية الاصطناعية في مقاومة التآكل التكهفي المحتمل في مجرى مفيض سد الأبرش

الملخص

يحدث التكهف في المجاري المائية السريعة غالباً نتيجة تدفق التيار فيها بسرعات عالية، وتهدّد هذه الظاهرة السلامة الإنشائية لهيكل المجرى. يتم عادةً تجهيز المجرى بمهويات (وسائل اصطناعية لتزويد الجريان بالهواء) للحد من الآثار السلبية للتكهف والانهيار التكهفي.

يتم عادةً إنشاء نماذج مخبرية لفهم ودراسة الخصائص الهيدروديناميكية للجريان بوجود مهويات، كما يتم بالاستعانة بالنمذجة الحاسوبية لديناميك المائع الحسابي، ، المزوّدة بموديلات الجريان متعدّد الأطوار، ، واستخدامها كمكمل لنتائج النمذجة المخبرية. تم في البحث اعتماد نموذج حجم المائع، .

تم في هذه الدراسة نمذجة مجرى مفيض سد الأبرش باستخدام نموذج  من أجل ثلاثة أنظمة جريان محتملة فيه وبتدفق بلغ  وتم التحقق من أن قاع المجرى السريع معرّض لحدوث التكهف والانهيار التكهفي. تم استخدام مهوي على مسافة  من مدخل المجرى السريع يتألف من مشتّت زاوية ميله  وخندق تهوية أسفل المشتّت بارتفاع  متصل بنظام تزويد هوائي في جدران المجرى الجانبية عبارة عن أنبوب بمقطع عرضي مربع طول ضلعه ، وغير مزوّد ببروز، ويخرج الهواء من فتحات تهوية بنصف قطر هيدروليكي إجمالي .

نتج عن استخدام المهوي ارتفاع في تركيز الهواء عند قاع المجرى حتى القيمة ، من أجل التدفق التصميمي الأعظمي، والتي تعتبر كافية لحمايته من الانهيار التكهفي. كما تم دراسة التغيّرات في الضغط الستاتيكي والضغط الديناميكي وسرعة الجريان وتركيز الهواء عند القاع على كامل طول المجرى السريع بعد استخدام المهوي.