آزمایشگاهی تاثیر بستر متحرک بر خصوصیات جریان غلیظ غیرابقایی در پیچانرودها

Abstract

مقدمه: اصولاًٌٌ جریان غلیظ یا چگال یک جریان دو فازی است که در اثر حرکت یک سیال درون سیال دیگر با چگالی متفاوت بوجود می­آید. جریان­های دو فازی با توجه به سرعت جریان می­توانند به چهار نوع جریان همگن، شبه همگن‌، ناهمگن و لایه­بندی شده تقسیم­بندی شوند. در جریان­های لایه­بندی شده، جریان بصورت دو لایه کاملاً‌ مشخص وجود دارد. روش­: آزمایشات این تحقیق بصورت جریان­های لایه­بندی شده در آزمایشگاه مدل­های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهیدچمران اهواز انجام شده­اند. برای انجام آزمایشات این تحقیق فلومی با بسترفرسایشی از جنس پلی استیلن به طول کلی 5/8 متر، عمق 70 سانتیمتر، عرض 20 سانتیمتر و شیب کف 001/0 شامل سه قوس متوالی90 درجه به شعاع انحنای 40، 80 و 120 سانتیمتر ساخته شد. یافته­ها: نتایج نشان داد در پروفیل­های سرعت بدنه جریان نرخ افزایش سرعت به ازای افزایش غلظت، به تغییرات فرم بستر وابسته است. در نتیجه باعث کاهش سرعت بدنه جریان تا حدود 19 درصد خواهند شد. سرعت پیشانی افزایش یافته است و تا جایی این افزایش سرعت ادامه یافته است که تنش برشی ذرات بستر قادر به تشکیل فرم بستر باشد. در تمامی آزمایشات، ارتفاع جریان غلیظ در دیواره بیرونی بیشتر از دیواره داخلی قوس است و با افزایش شعاع قوس اختلاف ارتفاع کاهش می­یابد. در این حالت سرعت عرضی کاهش و سرعت در راستای مستقیم افزایش پیدا می­کند و این امر در کاهش شیب سطح آب و اختلاف ارتفاع نقش به سزایی را ایفا می­کند. از این رو اختلاف تراز سطح آب در قوس سوم بسیار ناچیز می­باشد. نتیجه­گیری: در تمامی مقاطع ارتفاع جریان در قوس خارجی بیشتر از قوس داخلی می­باشد. قوس اول با شعاع انحنا 2 بیشترین اختلاف ارتفاع و قوس سوم با انحنا نسبی 6 کمترین اختلاف ارتفاع را داراست. با توجه به رابطه ارائه شده برای محاسبه اختلاف تراز آّب در جدار داخلی و بیرونی قوس بر روی بستر فرسایش­پذیر مشخص می­گردد که تأثیر زبری نسبی نقش تعیین­کننده­ای در تعیین اختلاف ارتفاع جداره بیرونی و جداره داخلی ایفا می­کند.