Su jetlerinde ağızlık türünün oyulma geometrisine etkisinin araştırılması

Bu çalışmada, farklı ağızlık türlerinin kullanılması durumunda kohezyonsuz zemin malzemesi tabakasında su jetinin oluşturduğu oyulma çukurunun karakteristik özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Türbülanslı su jetlerinin eğimli olarak mansap havuzuna çarpmasından dolayı oluşan oyulmanın geometrisini ve maksimum oyulmayı belirlemek amacıyla bir dizi deneyler yürütülmüştür. Dairesel ve venturi olmak üzere iki farklı ağızlık türü kullanılmıştır. Literatürde venturi ağızlık olması durumunda mansap havuzunda oluşan oyulma çukurunun geometrisi üzerine yapılmış bir çalışma bilgimiz dahilinde mevcut değildir. Bundan başka literatürde büyük erozyon parametresi değerleri için maksimum oyulma derinliğinin incelenmesi ile ilgili eksiklik mevcuttur. Bu çalışma kapsamında yüksek erozyon parametresi değerleri için hem dairesel ve hem de venturi ağızlık için deneyler yapılarak, literatürdeki bu boşluk doldurulmaya çalışılmıştır. Ayrıca venturi ağızlık için oyulma geometrisini belirlemek amacıyla deneyler yapılmıştır. Su jetinin oluşturduğu oyulmayı etkileyen boyutsuz büyüklükler densimetrik Froude sayısı, boyutsuz çarpma mesafesi, jet çarpma açısı ve densimetrik Froude sayısının boyutsuz çarpma mesafesine oranı şeklinde olduğu boyut analizi neticesinde belirlenmiştir. Söz konusu problem bu boyutsuz parametrelere göre irdelenmiştir. Deneyler; üç adet jet çarpma açısı, üç adet ağızlık çapı, iki ağızlık türü, üç adet farklı hız ve iki farklı çarpma mesafesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Netice olarak jet şeklinin, ağızlık türünün, jet genişliğinin, çarpma mesafesinin ve jet çarpma açısının mansap havuzunda oluşan oyulma çukuru üzerinde etkili olan önemli parametreler olduğu belirlenmiştir. Literatürde küçük erozyon parametresi değerleri için elde edilen eşitliklerin, büyük erozyon parametresi değerlerinde uygun sonuçlar vermediği tespit edilmiştir. Ayrıca venturi ağızlık kullanılması durumunda, dairesel ağızlığa göre aynı debi değerlerinde su jeti çıkış hızının çok daha fazla olduğu ve daha büyük maksimum oyulma derinliklerinin elde edildiği belirlenmiştir.