مدلسازی آزمایشگاهی و عددی جریان درون حوضچه رسوبگیر گردابی با آب زلال و بررسی کارآیی آن

Abstract

حوضچه رسوب­گیر گردابی یک سازه رسوب­گیر مداوم، کارآ برای حذف رسوبات بار بستر و بار معلق درشت دانه می‌باشند. در این مطالعه، آزمایشاتی در آزمایشگاه گروه مهندسی علوم آب دانشگاه فردوسی مشهد بر روی ستاپ حوضچه گردابی با جریان آب زلال انجام شد. شدت جریان در محدوده<br /> 8-22 لیتر در ثانیه بود. سرعت 3بعدی درون حوضچه با استفاده از ADV اندازه­گیری شد. میدان جریان با استفاده از معادلات ناویر- استوکس در حالت آرام (حل مستقیم با مش درشت) و با کاربرد مدل­های تلاطمی <em>k-ε </em>standard، <em>k-ω</em> و Smagorinsky حل شد. راندمان جریان خروجی به کل جریان ورودی تعیین، خطوط هم تراز آب ترسیم و سرعت مماسی اندازه­گیری شد. نسبت راندمان جریان خروجی به کل جریان ورودی برابر 75 تا 5/87 درصد اندازه­گیری شد. معادله پروفیل سطح آب و معادله سرعت مماسی با استفاده از آنالیز ابعادی و رگرسیون تعیین و رابطه سرعت با رابطه تجربی سایر پژوهشگران مقایسه شد. نتایج راندمان جریان خروجی و پروفیل سطح آب و سرعت مماسی محاسبه شده از مدل­های تلاطمی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد و مدل Smagorinsky دارای هم­خوانی مناسبی با نتایج آزمایشگاهی بود و خطای نسبی مدل کم­تر از 3% بود. شکل­گیری نواحی گردابی آزاد و اجباری در مدل Smagorinsky مشابه نتایج آزمایشگاهی بود.