تسجيل الدخول

تسجيل

التدفق دون الحرج والحرج وفوق الحرج Subcritical, critical and supercritical flow

المؤلف:  د. فؤاد عبد الوهاب العمري ، د. رقية احمد الامين ، د. امير محمد خلف الدليمي

المصدر:  المدخل الى الجيومورفولوجيا النهرية

الجزء والصفحة:  ص 94 ـ 95

2025-05-22

670

يعد التدفق غير المستقر والمتنوع تدريجياً في معظم القنوات الطبيعية دون الحرجة Subcritical ومع ذلك لوحظ أيضاً نوع آخر من سلوك التدفق، التدفق فوق الحرج supercritical flow ففي التدفقات فوق الحرجة يكون الخلط المضطرب أقل كثافة مع انحراف أقل عن الاتجاه الرئيسي للتدفق ونتيجة لذلك، تتحرك التدفقات فوق الحرجة بسرعة وكفاءة عبر القناة وقد تتجاوز الثنيات الضيقة ويمكن أن تكون أيضاً شديدة التآكل ويمكن التنبؤ بالأنواع المختلفة لسلوك التدفق من خلال حساب النسبة بين قوى القصور الذاتي وقوى الجاذبية ويتم إعطاء قوة القصور الذاتي بواسطة d / v  اذ انv هي سرعة التدفق ولى هو عمقها، وقوة الجاذبية هي تسارع الجاذبية.

عند أرقام فرود Froude الأقل من تهيمن قوى الجاذبية ويكون التدفق دون الحرج والعكس عندما تهيمن قوى القصور الذاتي عند أرقـام أكبر من 1، يكون التدفق فوق الحرج وفي حالات نادرة إذ يكون رقــم يساوي 1، يوصف التدفق بأنه حرج أو انتقالي.

يوضح الشكل 7.3 ما يحدث عندما تكون هناك انتقالات بين هذين النوعين من التدفق يحدث الانخفاض الهيدروليكي عندما يتغير التدفق دون الحرج إلى التدفق فوق الحرج في هذا المثال تؤدي الزيادة في انحدار القناة إلى زيادة سرعة التدفق مما يؤدي إلى انخفاض في العمق الانخفاض الهيدروليكي ويمكن ملاحظة اللوحة 6.1 كالماء يتدفق بسلاسة وسرعة أسفل المنحدر الحاد للسد weir عند قاعدة السد يتغير التدفق مرة أخرى إلى المستوى دون الحرج مما يشكل قفزة هيدروليكية وتشيرالموجة المتكسرة إلى مكان حدوث هذا التحول ويحدث التغير المفاجئ في ظروف الجريان عند القفزة الهيدروليكية، بسبب انخفاض المنحدرعند قاعدة السد، ويرتبط بهذا انخفاض في السرعة وزيادة في العمق يتميز الجريان عالي السرعة بقصور ذاتي كبير ويستمر على طول قاع النهر قبل أن يتم سحبه pulled إلى السطح وإلى الموجة المتكسرة ويزداد الاضطراب فـي هـذه المنطقـة بسبب القص بين حركات المياه في اتجاه مجرى النهر وفي اتجاه منبع النهر.