مدل‌سازی و بررسی آزمایشگاهی کاهش تبخیر سطحی آب توسط پوشش‌های شناور با حضور جریان سطحی

Abstract

افزایش مصرف آب‌ شیرین درنتیجه‌ رشد جمعیت، تغییرات اقلیمی و خشکسالی، نیاز محافظت از منابع آبی را روشن می‌سازد. در نواحی خشک، بخش قابل‌توجهی از حجم مخازنی که برای تامین آب فصول کم‌بارش مورد استفاده قرار می‌گیرند، با تبخیر ازبین می‌روند. از میان روش‌های گوناگون جلوگیری از تبخیر، پوشاندن سطح مخازن با اجسام شناور، راهکاری ساده و قابل‌اطمینان می‌باشد. علیرغم مطالعات گسترده روی پوشش‌های شناور، تاثیر این روش درحضور جریان‌های سطحی تاکنون موردبررسی دقیق قرار نگرفته است. لذا در این مطالعه به مدل‌سازی و بررسی آزمایشگاهی تاثیر جریان سطحی بر میزان تبخیر مخازن ذخیره آب پوشیده با اجسام شناور پرداخته‌می‌شود. بدین‌منظور از یک مخزن 500-لیتری برای ذخیره‌سازی آب، از توپ‌های سیاه‌ و سفید برای پوشش‌دهی و از یک پمپ جهت ایجاد جریان سطحی استفاده‌شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که میزان تبخیر تا یک دبی مشخص از جریان سطحی (دبی بهینه)، کاهش و مجدداً با افزایش دبی، افزایش می‌یابد. همچنین در تمامی شرایط وجود/عدم‌وجود جریان، کمترین میزان تبخیر در پوشش‌دهی با توپ‌های سفید رخ می‌دهد. درضمن پوشش‌دهی به‌‌صورت مخلوطی مساوی از توپ‌های سیاه ‌و سفید و پوشش با توپ‌های سیاه به‌ترتیب در رتبه‌های بعدی کاهش تبخیر قرار دارند (بیشترین تبخیر مربوط به‌حالت بدون پوشش می‌باشد). مطالعه حاضر به‌خوبی نشان می‌دهد که حضور جریان‌های سطحی با دبی مناسب می‌تواند راندمان کاهش تبخیر اجسام شناور را افزایش دهد. همچنین مقایسه نتایج حاصل از مدل‌سازی بالانس انرژی و آزمایشگاهی نشان می‌دهد که روابط حاکم بر مدل‌سازی، دقت قابل‌قبولی در تخمین میزان تبخیر ‌سطحی برای تمامی حالت‌های بدون‌-پوشش/پوشش‌دهی همراه با وجود/عدم‌وجود جریان‌سطحی خواهد داشت.