بررسی آزمایشگاهی و عددی الگوی جریان در کانالهای مستطیلی با تقاطع 90 درجه

در این مقاله دینامیک و الگوی جریان در تقاطع کانالهای مستطیلی موردبررسی قرارگرفته است . زاویه تقاطع کانالهای اصلی و فرعی 90 درجه بوده است . سرعت جریان بهوسیله سرعتسنج داپلر صوتی و عمق جریان با عمق سنج نقطهای اندازهگیری شده و الگوی جریان برای دو حالت آزمایشگاهی و عددی موردبررسی قرارگرفته است . بررسی بردارهای سرعت جریان در جهتهای مختلف و همچنین برای مقدار متفاوتی از نسبتهای دبی جریان )نسبت دبی جریان در کانال بالادست بهکلدبی جریان( موردتوجه بوده است . مقایسه نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی نشان داد که شبیهسازی جریانهای ثانویه بهخوبی توسط مدل انجامشده است . بررسیها نشان میدهد که از ترکیب دو جریان بالادست و جریان کانال جانبی ، جریان چرخشی به وجود میآید که ناحیه چرخشی جریان در کانال اصلی را نیز تحت تأثیر قرار میدهد . این جریان ثانویه که در پاییندست کانالاصلی به وجود میآید کاملاً تحت تأثیر نسبت دبی جریان در بالادست کانال اصلی بهکل جریان میباشد . در محل تقاطع جریان درکانال اصلی و کانال فرعی جریان چرخشی به دست میآید که در سطح به سمت دیواره سمت راست کانال اصلی و در کف به سمت دیواره سمت چپ است . ابعاد ناحیه چرخشی ، با افزایش در ابتدای ورود (w) و عمقی (v) نسبت دبی جریان کاهش مییابد .بردارهای سرعت جریان عرضی جریان جانبی از شدت بسیار پایینی برخوردارند و در محل برخورد دو جریان اصلی و فرعی مقدار آنها بهشدت افزایش مییابد . با ادامه حرکت جریان به سمت پاییندست پس از محل برخورد دو جریان دوباره شدت جریانهای عرضی و عمقی کاهش یافته و جریان یکبعدی با سرعت طولی غالب در کانال اصلی برقرار میگردد . همچنین مشاهده شد درجایی که حداکثر تنگشدگی جریان رخ داده است اندازه بردارهای عرضی جریان نیز حداکثر میباشد .

کلیدواژه ها:

الگوی جریان ، جریان متقاطع ، کانال مستطیلی ، مدل هیدرودینامیک