بررسی آزمایشگاهی مشخصات جهشی ذرات در نزدیکی بستر کانال

Abstract

در این تحقیق، خصوصیات جهش تک ذره رسوبی در یک جریان آشفته با استفاده از سیستم تصویربرداری با سرعت بالا، اندازه‌گیری شد. این خصوصیات شامل طول، ارتفاع، سرعت، زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی بودند که با تغییر در شرایط هیدرولیکی جریان، قطر، چگالی ذره و همچنین زبری بستر، با سرعت 250 فریم بر ثانیه به‌دست ‌آمدند. نتایج این تحقیق نشان ‌داد که با افزایش آشفتگی جریان، طول، ارتفاع و سرعت ذره افزایش یافته و زوایای برخورد به بستر و بلندشدگی مجدد آن کاهش می‌یابد. نتایج آزمایش‌ها همچنین حاکی از این امر است که با افزایش قطر متوسط ذرات بستر، تمامی خصوصیات جهش تمایل به افزایش دارند. برای حل عددی معادلات حاکم بر ذره و به‌دست آوردن مسیر حرکت آن در یک گام جهش، سرعتهای اولیه جهش در هر دو جهت افقی و قائم به‌دست آمد که از آنها می‌توان به‌عنوان شرایط اولیه در حل عددی استفاده نمود. مؤلفه افقی سرعت ذره رسوبی در دامنه 3 تا 8 برابر سرعت برشی و مؤلفه قائم آن در دامنه 1/5 تا 3/5 برابر سرعت برشی قرار داشت. در ادامه با محاسبه مؤلفه‌های ضریب ارتجاعی ذره رسوبی نشان داده شد که تغییر در شدت جریان، تأثیر اندکی بر روی این مؤلفه‌ها داشته به‌طوری‌که با افزایش آن، این دو مشخصه تقریباً ثابت ماندند.