بررسی الگوی جریان اطراف آبشکن با دیواره‌ی شیب‌دار

Abstract

در این مقاله به مطالعه¬ی آزمایشگاهی ساختار جریان پیرامون آبشکن با دیواره¬ی شیب¬دار پرداخته شده است. بدین منظور، هیدرودینامیک سه بعدی اطراف تک آبشکن مستقیم با دیواره¬ی شیب¬دار 75 درجه، بصورت آزمایشگاهی و در یک کانال مستقیم با بستر صلب مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصات جریان با برداشت پارامترهای آشفتگی اطراف آبشکن به وسیله سرعت¬سنج نقطه¬ای سه بعدی ADV، مورد بررسی قرار گرفت. در پشت آبشکن با کاهش سرعت جریان که منجر به تشکیل ناحیه¬ی سکون می شود، سرعت جریان در نواحی میانی افزایش می¬یابد. به همین علت جریان به دو قسمت تقسیم شده و قسمتی از جریان به سمت بالا و قسمتی از جریان به سمت پایین که فشار کمتر است، حرکت می‌کند. جریان پایین رونده عامل تشکیل گردابه¬ی نعل اسبی می¬باشد. دو ناحیه¬ی تشدید سرعت، که اولی مربوط به تشدید سرعت در هسته¬ی اصلی جریان و ناشی از کاهش عرض عبوری جریان بوده و ناحیه¬ی پرسرعت دیگر که مربوط به تشدید موضعی سرعت در پایین¬دست آبشکن و در ناحیه¬ی بیرونی لایه¬ی برشی می¬باشد، تشکیل می¬شد و حداکثر مقدار مؤلفه¬ی تنش -ρ(u^' v^' ) ̅در امتداد لایه¬ی برشی رخ می¬دهد. با توجه به مقادیر منفی تنش¬های رینولدز (-ρ(v^' w^' ) ̅) و (-ρ(u^' w^' ) ̅)، تجمع رسوبات در ناحیه¬ی چرخشی پشت آبشکن اتفاق می افتد.