تأثیر آستانه و صفحات مستغرق بر جریان حاوی رسوب ورودی به آبگیر جانبی

Abstract

در این تحقیق در مورد روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیرهای جانبی، در حالت به‌کارگیری آستانه و صفحات مستغرق به‌صورت آزمایشگاهی تحقیق شده ‌است. تعیین ناحیه گردابی و سکون در ورودی آبگیر از جمله مواردی بوده که مورد بررسی قرار گرفته‌اند. پس از تعیین پارامترهای مهم، آنالیز ابعادی انجام و آزمایش‌ها طرح ‌ریزی شد. آزمایش‌ها با زوایای آبگیری 90، 75،60 و 45 درجه درحالت بدون آستانه، با آستانه، با صفحه و وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق انجام شد. بر اساس تحلیل‌های آزمایشگاهی انجام شده، نسبت دبی آبگیری و زاویه آبگیر با جهت جریان از عوامل مهم در شکل‌گیری ناحیه گردابی و ابعاد هندسی آن می‌باشند. با افزایش نسبت آبگیری، طول و عرض ناحیه گردابی کاهش می‌یابد. با کاهش زاویه آبگیری طول ناحیه گردابی افزایش و عرض آن کاهش می‌یابد. ابعاد ناحیه گردابی در حالت وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق بیشتر شبیه حالتی می‌باشد که آستانه به تنهایی وجود دارد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق سبب کاهش رسوب ورودی به آبگیر گردیده و در محدوده آزمایش‌های انجام شده به طور متوسط 72 درصد نسبت به حالتی که آستانه به‌تنهایی و 45 درصد نسبت به حالتی که صفحات مستغرق به‌تنهایی وجود دارد، رسوبات ورودی به آبگیر را کاهش داده است. همچنین وجود صفحات مستغرق به تنهایی تا نسبت آبگیری مشخصی (2/0 نسبت بدون بعد دبی در واحد عرض کانال آبگیر به دبی در واحد عرض کانال اصلی) سبب حذف رسوب ورودی به آبگیر شده است در حالی که با کاربرد توأم صفحات مستغرق و آستانه تا نسبت 275/0 دبی در واحد عرض کانال آبگیر به دبی در واحد عرض کانال اصلی سبب حذف کامل رسوبات ورودی به آبگیر شده است. عرض ناحیه جدایی جریان در جلوی آبگیر تابع نسبت دبی آبگیری و زاویه آبگیری می‌باشد به طوری که با افزایش نسبت دبی آبگیری این عرض افزایش و با کاهش زاویه آبگیری، کاهش می‌یابد. عرض ناحیه جدایی جریان در حالت وجود صفحات مستغرق از دو حالت دیگر بیشتر است که این امر ناشی از تأثیر جریان گردابی به‌وجود آمده در اثر صفحات مستغرق بر جریان سطحی می‌باشد. در حالت وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق خط جدایی جریان سطحی شبیه حالتی است که صفحات مستغرق به تنهایی حضور دارند