ورود
مقالات فارسیISIکنفرانسهاژورنالها

بررسی اثرمشترک شیب کف ودبی جریان غلیظ برروی کشش آب به جریان غلیظ

صاحب اثر: سازمان آب و برق خوزستان
نوع محتوی: طرح پژوهشی
زبان: فارسی
شناسه ملی سند علمی: R-1047502
تاریخ درج در سایت: 16 مهر 1397
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
مشاهده: 344
تعداد صفحات: 132
سال انتشار: 1390

نسخه کامل طرح پژوهشی منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این طرح پژوهشی:
https://civilica.com/doc/1047502

چکیده طرح پژوهشی:

در این تحقیق به بررسی تأثیر شیب، دبی  و غلظت بر شدت اختلاط در بدنه و رأس جریان غلیظ و مقایسه شدت اختلاط در بدنه و رأس پرداخته شده است. همچنین بررسی اثر شیب، دبی، غلظت و کشش سیال پیرامون بر سرعت رأس جریان غلیظ و پروفیل های سرعت در بدنه مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمایشات مورد نیاز در فلومی با استفاده از محلول آب ونمک و ماده رنگی صورت گرفت. مدل آزمایشگاهی دارای سیستم اختلاط و پمپاژ جهت انحلال آب ونمک و انتقال آن به فلوم می باشد. آزمایشات با 4 دبی و 7 شیب و دو غلظت که مجموعاً 56 آزمایش می باشند، انجام گرفت. موارد اندازه گیری شده شامل سرعت رأس، ارتفاع رأس و پروفیل های سرعت در بدنه می باشند. به طور کلی نتایج نشان می دهند که با افزایش هر یک از متغیرهای شیب، دبی و غلظت شدت اختلاط در رأس و بدنه افزایش می یابد. جهت برآورد شدت اختلاط در بدنه جریان غلیظ بر اساس عدد ریچاردسون روابطی استخراج گردید و در نهایت رابطه تصحیح شده گارسیا (1985) جهت تخمین شدت اختلاط در بدنه پیشنهاد گردید. در بررسی سرعت رأس جریان نیز مشاهده گردید که با افزایش هر یک از متغیرهای شیب، دبی، غلظت و کشش سیال پیرامون سرعت رأس جریان نیز افزایش می یابد. در بررسی دیگری ضریب رابطه کولگان با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مطالعه حاضر و دیگران مقداری برابر با 64/0 حاصل گردید. با آنالیز ابعادی متغیرهای آزمایشات در مطالعه حاضر و عوامل دخیل بر سرعت رأس جریان اعداد بدون بعدی استخراج گردید و رابطه ای میان این اعداد به دست آمد. در بررسی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ با تغییرات شیب، دبی، غلظت و کشش سیال پیرامون مشاهده گردید، سرعت ماکزیمم به طور کلی با افزایش هر یک از این متغیرها، افزایش پیدا می کند. ارتفاع سرعت ماکزیمم نیز با افزایش دبی، شدت اختلاط و کاهش شیب افزایش می یابد. در بررسی ارتفاع نقطه صفر سرعت در پروفیل های بدست آمده مشاهده گردید که با افزایش دبی، غلظت و شدت اختلاط، افزایش یافته و با افزایش شیب این مقدار کاهش می یابد.

پیش گفتار طرح پژوهشی

رودخانه ها از جمله مهمترین منابع آب شیرین می باشند که به دلیل قابلیت دسترسی آسان تر نسبت به سایر منابع همواره مورد توجه بشر واقع شده اند. بنابراین بشر از دیر باز تا کنون در اندیشه ذخیره این منبع جاری بوده و سد سازی را برای این امر برگزیده است. اهداف سد سازی تنها به ذخیره آب خلاصه نمی شود . اهداف دیگری چون کنترل سیلاب ها، تولید انرژی، کشتی رانی، کنترل رسوب گذاری، مدیریت منابع آب و ایجاد اماکن تفریحی را نیز در بر می گیرد. بنابراین با افزایش روز افزون نیازهای بشر به ساخت سد، اهمیت نگهداری و بهره برداری بهینه از آنها نیز افزایش پیدا می کند. یکی از مسائل و مشکلات عمده در مسیر سد سازی و نگهداری از آنها، رسوب گذاری می باشد. مهمترین اثرات سوء رسوب گذاری کاهش حجم ذخیره، آسیب رساندن به تجهیزات نیروگاهی، گرفتگی دریچه ها و مسیرها، کاهش کیفیت آب مخزن، رسوب گذاری در کانال های انتقال آب و کاهش ظرفیت آنها و مسائلی دیگر می باشند، که همگی آنها ایجاد خسارات مالی و زیست محیطی را به دنبال خواهند داشت. رسوب گذاری در مخازن با فرآیند های پیچیده ای همراه می باشد که حالات مختلف رسوب گذاری را ایجاد می کند. یکی از مهمترین حالاتی که بخش عمده ای از رسوبات سد را به خود اختصاص می دهد، جریان های کدر می باشند. بنابر این بررسی این گونه جریان ها و درک بیشتر جنبه های مختلف آن ها ضروری می باشد. فلذا تحقیق ححاضر جهت بررسی موارد ذیل انجام پذیرفت:

1- بررسی اثر شیب، دبی و غلظت بر روی کشش آب به درون جریان غلیظ

2- بررسی اثر شیب، دبی و غلظت بر روی سرعت رأس جریان غلیظ

3- بررسی اثر شیب، دبی، غلظت و کشش سیال پیرامون بر روی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ.

 

فهرست مطالب طرح پژوهشی

1-1- مقدمه 2

1-2- اهمیت سد سازی و اهداف آن 2

1-3- رسوب گذاری در سدها 4

 1-4- تعریف جریان غلیظ 6

1-5- اهداف تحقیق 6

1-6- ساختار تحقیق 7

فصل دوم: تئوری جریان غلیظ

2-1- مقدمه 9

2-2- انواع جریان های غلیظ در طبیعت و صنعت 9

2-3- تعریف جریان های غلیظ 13

2-4- نقطه غوطه وری 18

2-5- رأس جریان غلیظ 20

2-6- بدنه جریان غلیظ 21

2-6-1- معادلات هیدرودینامیکی 22

2-6-1-1- معادله پیوستگی فاز مایع 23

2-6-1-2- معادله پیوستگی فاز جامد 25

2-6-1-3- معادله اندازه حرکت 28

2-6-1-4- معادله بقای انرژی جنبشی 30

2-6-2- پروفیل سطح بینابینی 30

2-6-3- توزیع سرعت و غلظت 33

2-6-3-1- توزیع سرعت 34

2-6-3-2- توزیع غلظت 34

2-7- اختلاط سیال پیرامون در رأس 35

2-8- تقسیم بندی انواع جریان کدر بر اساس چینه شناسی 37

فصل سوم: پیشینه تحقیق

3-1- مقدمه 40

3-3- مطالعات صورت گرفته در خصوص ورود سیال پیرامون به درون جریان غلیظ 42

3-4- مطالعات صورت گرفته در خصوص سرعت رأس جریان های غلیظ 48

فصل چهارم: مواد و روش ها

4-1- مقدمه 53

4-2- آنالیز ابعادی 53

4-2-1- آنالیز ابعادی با هدف شدت اختلاط 53

4-2-2- آنالیز ابعادی با هدف سرعت رأس جریان 55

4-3- مدل آزمایشگاهی 56

4-4- تجهیزات اندازه گیری و مواد مصرفی 64

4-4-1- EC سنج و دما سنج 64

4-4-2- هیدرومتر 64

4-4-3- دبی سنج 66

4-4-4- سرعت سنج 67

4-4-5- اشل 74

4-4-6- نمک و ماده رنگی 75

4-5- آماده سازی و نحوه انجام آزمایشات 76

4-5-1- تهیه سیال غلیظ 76

4-5-2- آماده سازی فلوم و انجام آزمایشات 79

4-6- برنامه و سناریوهای آزمایشات 82

فصل پنجم: نتایج و بحث

5-1- مقدمه 84

5-2- کشش سیال پیرامون در بدنه جریان غلیظ 84

5-2-1- اثر شیب بر شدت اختلاط 86

5-2-2- اثر دبی بر شدت اختلاط 87

5-2-3- اثر غلظت بر شدت اختلاط 88

5-2-4- عدد ریچاردسون   و شدت اختلاط  89

5-3- کشش سیال پیرامون در رأس جریان غلیظ 96

5-4- سرعت رأس جریان غلیظ 99

5-4-1- اثر شیب، دبی و غلظت بر سرعت رأس 99

5-4-2- ضریب رابطه کولگان 103

5-4-3- استخراج رابطه سرعت رأس جریان 103

5-5- بررسی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ 104

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1- مقدمه 109

6-2- نتیجه گیری 110

6-2-1- نتایج مربوط به شدت اختلاط در بدنه 110

6-2-2- نتایج مربوط به شدت اختلاط در رأس جریان غلیظ 111

6-2-3- نتایج مربوط به سرعت رأس جریان غلیظ 112

6-2-4- نتایج مربوط به پروفیل های سرعت در بدنه 112

6-3- به کارگیری نتایج 113

6-4- پیشنهادات 114

نمایش کامل متن

نویسندگان