Serbest düşülü savakların mansabında oluşan yerel oyulmanın deneysel incelenmesi

Oyulma problemi, hidrolik yapıların emniyeti açısından büyük önem taşımaktadır. Serbest düşülü savakların mansabında oluşan yerel oyulma, hidrolik yapının ağır hasar görmesine sebep olabilmektedir. Her savak türünün ve şeklinin akım karakteristikleri birbirinden farklı olmaktadır. Serbest düşen jetin mansap havuzunda oluşturduğu jet genişliği, jet kalınlığı, jet çarpma hızı ve açısı, penetrasyon derinliği, akım içerisine sokulan hava kabarcıkları miktarı, savağın havalandırma performansı ve jet yörüngesi gibi akım karakteristikleri oyulma geometrisi üzerinde önemli etkiye sahiptir. Bu çalışmada; dikdörtgen, üçgen, trapez ve labirent savakların mansap havuzunda oluşturdukları yerel oyulmalar, deneysel olarak araştırılmıştır. Bu kapsamda, hidrolik laboratuvarında iki adet deney düzeneği inşa edilmiştir. Birinci deney düzeneği, ikinci deney düzeneğinin prototipi olacak şekilde tasarlanmış ve model ölçeği 1/2.4 olarak alınmıştır. Deneyler, her iki deney düzeneğinde de eş zamanlı yürütülmüştür. Yerel oyulmanın zamanla değişimi, maksimum oyulma derinliği ve oyulma geometrisi; farklı savak türleri (dört adet), farklı düşü yükseklikleri (dört adet), farklı kuyruksuyu derinlikleri (iki adet), farklı medyan dane çapları (üç adet), farklı birim debi değerleri (dört adet) dikkate alınarak deneyler yapılmıştır. Jet genişliği, jet yörüngesi ve jet çarpma hızı da çalışma kapsamında belirlenmiştir. Her bir savak türü için maksimum oyulma derinliğini veren doğrusal olmayan denklemler elde edilmiştir. Elde edilen denklemlerin prototipte güvenle kullanılabilmesi için model ile prototip arasındaki ilişki belirlenmeye çalışılmıştır. Deney sonuçları literatür ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Savak türünün oyulma geometrisi üzerinde çok önemli bir parametre olduğu belirlenmiştir. Üçgen ve labirent savaklardan çıkan jetin mansap havuzunda oluşturduğu maksimum oyulma derinliği, test edilen diğer savak türlerine göre çok daha az olmuştur. Labirent savaklardan düşen serbest jet, diğer savak türlerine göre hidrolik yapıya daha yakın mesafede mansap havuzuna çarptığı ve oyulmanın daha geniş alana yayıldığı belirlenmiştir.