بررسی آزمایشگاهی سرعت پیشروی جریان در جت سطحی مستطیلی همگرا با و بدون شیب طولی

Abstract

در این مطالعه، نتایج مشاهدات آزمایشگاهی انجام شده بر روی تراژکتوری و سرعت پیشروی جریان جت‌های سطحی مستطیلی همگرا و شیبدار در محیط پذیرنده ساکن ارائه گردیده است. به منظور شبیه‌سازی فرآیند تخلیه از فلومی به طول 2/3، عرض 6/0 و ارتفاع 9/0 متر به عنوان محیط پذیرنده و کانال مستطیلی با عرض کف 6 سانتیمتر به عنوان تخلیه کننده‌ی سطحی استفاده گردید. کانال تخلیه در چهار زاویه‌ی همگرایی 5/12، 25، 45 و 90 درجه طراحی گردید. کانال مذکور در سه شیب متفاوت 0، 4 و 8 درصد سیال جت را مماس بر سطح محیط پذیرنده تزریق می‌نمود. سیال پذیرنده از آب شرب و سیال جت از انحلال نمک در آب شرب و در سه غلظت 5، 15 و 45 گرم بر لیتر تهیه می‌گردید. پس از اجرای آزمایش‌ها، با استفاده از فرآیند روندیابی تصاویر، اقدام به تحلیل داده‌های برداشت شده گردید. در این راستا تأثیر متغیرهای هندسی و هیدرولیکی بر تراژکتوری و سرعت پیشروی جریان مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج بدست آمده، افزایش شیب و کاهش زاویه‌ی همگرایی کانال موجب افزایش طول تراژکتوری و کاهش سرعت پیشروی جریان می‌گردد. کاهش عدد فرود چگال نیز موجب کاهش طول تراژکتوری می‌گردد. همچنین، به منظور بررسی تأثیر همگرایی بر مسیر حرکت جریان، با مقایسه‌ی نتایج تراژکتوری جریان در کانال‌های همگرا و کانال‌های ساده، پیشروی نسبی بیشتر در کانال‌های همگرا مشاهده گردید. در نهایت با استفاده از تحلیل آماری داده‌ها، ارتباط سرعت پیشروی جریان و پارامترهای وابسته مشخص گردید. رابطه‌ی حاصل مقدار ریشه‌ی میانگین مجموع مربعات خطا را 034/0 ارائه نمود.