بررسی پروفیل غلظت در جریان چگال میان‌گذر

Abstract

جریان­های چگال که اغلب جریان گرانشی یا شناوری نامیده می­شوند جریان­هایی هستند که به سبب اختلاف چگالی بین جریان و سیال پیرامون آن اتفاق می­افتند. وقتی یک جریان چگال در یک سیال لایه­بندی به سطح شناوری خنثی برسد، از کف جدا می­شود و داخل سیال پیرامون نفوذ می­کند. در این مطالعه برای بررسی رفتار جریان چگال در محیط پیرامون لایه­بندی شده، آزمایش­هایی انجام شد. این آزمایش­ها با 4 دبی 1، 5/1، 2 و 5/2 لیتر بر ثانیه و 4 غلظت 5، 10، 15 و 20 گرم بر لیتر که به ترتیب جریان‌هایی با چگالی 2/1003، 3/1006، 4/1009 و 5/1012 گرم بر لیتر ایجاد می­کردند، روی شیب 5/2 درصد انجام شد. لایه­بندی با استفاده از مخلوط آب و نمک با گرادیان غلظت عمقی ایجاد شد. برای ایجاد جریان چگال از ذرات سیلیس با قطر متوسط 8 میکرون و وزن مخصوص 673/2 گرم بر سانتی­متر مکعب استفاده شد و برای بررسی پروفیل غلظت، غلظت جریان چگال در سه مقطع در طول فلوم با فواصل 3 سانتی­متری در عمق با استفاده از سیفون برداشت شد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که جریان چگال بعد از جدا شدن از بستر تقریباً بصورت افقی در سیال پیرامون پیش می­رود و چگالی سیال پیرامون در زیر نقطه جدایی کاهش می­یابد. اندازه­گیری­ها در این مطالعه نشان داد که با افزایش غلظت، عمق غلظت بیشینه و ضخامت جریان کاهش می­یابد و با افزایش دبی ضخامت جریان ثابت می­ماند. <strong> </strong>