مطالعه آزمایشگاهی پروفیل‌های سرعت و غلظت جریان غلیظ در قوس 90 درجه

Abstract

جریان غلیظ، جریانی است که به­علت اعمال نیروی ثقل بر روی دوسیال دارای چگالی متفاوت به­وجود می­آید. در این تحقیق تأثیر شعاع انحنای قوس بر پروفیل­های سرعت و غلظت جریان غلیظ مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش­ها در یک کانال آزمایشگاهی با سه شعاع انحنای 40، 80 و 120 سانتی­متر انجام شد. برای اندازه­گیری مؤلفه­های سرعت در راستای طولی جریان (u)، در عرض کانال (v) و نیز در راستای قائم (w) از سرعت­سنج داپلر اکوستیک (ADV) استفاده شده است. قبل از ورود به قوس، جریان موجود در مجرا جریان طولی می­باشد. در مجاری باز، جریان در قوس در نزدیک سطح آب به­طرف جداره بیرونی بوده و در نزدیکی بستر به­سمت جداره داخلی قوس می­باشد. نتایج نشان می­دهد در جریان غلیظ بیشترین میزان سرعت در نزدیکی کف کانال اتفاق می­افتد. هم­چنین به­دلیل لایه­بندی غلظت، نیروی ناشی از اختلاف فشار علاوه بر اختلاف ارتفاع به شتاب ثقل کاهش یافته و غلظت جریان غلیظ نیز بستگی داشته و در عمق ثابت نیست. بر اساس نتایج به­دست آمده جریان جانبی معکوس شده و در نزدیکی بستر به سمت دیواره بیرونی حرکت می کند. هم­چنین با افزایش شعاع انحناء قوس، سلول چرخش کوچکتر و ضعیف­تری تشکیل می­شود.