ارزیابی آزمایشگاهی توزیع پارامترهای آشفتگی جریان دوفازی آب و هوا بر روی سرریزهای پلکانی

Abstract

مشخصه عمده جریان عبوری از سرریزهای پلکانی، وجود تلاطم شدید و هوادهی سطحی زیاد می‌باشد که در اغلب مطالعات صورت پذیرفته، خصوصیات تلاطم جریان بطور کامل مورد بررسی و ارزیابی قرار نگرفته است. در این تحقیق، جریان متلاطم آب و هوا بر روی مدل فیزیکی نسبتاً بزرگ مقیاس از سرریز پلکانی بصورت سیستماتیک مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مطالعه آزمایشگاهی حاضر شامل اندازه‌گیری‌های مربوط به ویژگی‌های جریان آب- هوا در رژیم‌های مختلف جریان بر روی مدل تنداب پلکانی (˚8/21 =θ، m04/0= h، m1/0( l=، تعیین نقطه شروع هواگیری و عمق جریان در این نقطه، پروفیل‌های سرعت و نیز شدت آشفتگی جریان می‌باشد. اندازه‌گیری‌های مربوط به تعیین پروفیل سرعت و پارامتر شدت آشفتگی در امتداد جریان دوفازی عبوری از سرریز، توسط دستگاه کاوشگر الکتریکی دو سوزنه که در این تحقیق، طراحی، توسعه و واسنجی شده است، انجام گردید. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که مشخصه‌های تلاطم در نواحی مختلف از عمق جریان بر روی پله‌ها متفاوت می‌باشند. به‌طور کلی، نتایج نشان داد که 1- پارامتر شدت تلاطم ‌در مجاورت کف پله و در زیرلایه لزج به‌سرعت افزایش یافته و در محدوده ناحیه میانی (5/0≤ y/d_c ≤ 4/0) به حداکثر مقدار خود می‌رسد و سپس در ناحیه فوقانی از عمق جریان به‌تدریج کاهش می‌یابد 2-توزیع قائم سرعت در جهت جریان از قانون توانی پیروی می‌کند و در مجاورت سطح آزاد جریان به بیشینه مقدار خود خواهد رسید 3- تشدید تلاطم در ناحیه میانی از عمق جریان، ناشی از تغییرات پیوسته در سطح مشترک جریان آب- هوا می‌باشد.