بررسی آزمایشگاهی کشش آب توسط جریان غلیظ در مقاطع همگرا
چکیده
رسوبگذاری در مخازن سدها امری اجتناب ناپذیر میباشد که آثار سوء آن در کاهش عمر مفید مخزن و تاسیسات سد بر کسی پوشیده نیست . رسوبگذاری در دریاچه پشت سد سبب کاهش تدریجی حجم دریاچه و در نتیجه کاهش عمر مفید آن میگردد. بنابراین بررسی هر چه بیشتر عوامل رسوب گذاری در مخازن و جنبه های مختلف آن لازم می باشد. از مهمترین عوامل رسوب گذاری در سدها جریان های غلیظ یا کدر می باشند که در تعریفی ساده جریان غلیظ به جریانی گفته می شود که سیالی درون سیال دیگر با چگالی متفاوت حرکت کند. عامل حرکت این گونه جریان ها اثر نیروی ثقل بر اختلاف چگالی می باشد. جریان های غلیظ در سدها بیشتر از نوع زیرگذر بوده و دارای سه بخش رأس، بدنه و نقطه غوطه وری می باشند. از پدیده های موجود در این نوع جریان ها، اختلاط یا ورود سیال پیرامون به درون جریان غلیظ می باشدکه بر اثر اختلاف فشار بین دو سیال و وجود تنش برشی در مرز مشترک دو سیال حاصل می گردد. یکی از پارامترهای بسیار موثر در تغییر هیدرولیک جریان غلیظ، تغییرات مقطع رودخانه در مخازن سدها می باشد بر این اساس در مطالعه حاضر به بررسی آزمایشگاهی کشش آب توسط جریان غلیظ در مقاطع همگرا غلیظ پرداخته شده است. علاوه بر این پروفیل های سرعت در بدنه جریان نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. آزمایشات با سه دبی (58/0 ،98/0 و28/1 لیتر بر ثانیه) و سه شیب (009/0، 0125/0و016/0) و سه غلظت ( 10،16و25گرم در لیتر) در فلومی شیب پذیر با سه زاویه همگرایی(16،8و25 درجه ) با استفاده از محلول آب و نمک به عنوان ماده غلیظ انجام پذیرفت که مجموعاً 81 آزمایش می باشند، در آزمایشگاه مدل های فیزیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران صورت گرفت. اندازه گیری شامل سرعت در بدنه می باشد. وسیله اندازه گیری مورد استفاده سرعت سنج آکوستیک (dop2000) جهت اندازه گیری پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ و همچنین ec سنج برای اندازه گیری دما و ec جهت کنترل آزمایشات استفاده گردید. در بررسی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ در مقاطع همگرا مشاهده گردید با افزایش شیب، دبی و غلظت سرعت بدنه افزایش می یابد و با افزایش زاویه همگرایی از مقدار سرعت کاسته می شود. به طور کلی نتایج نشان می دهند که با افزایش پارامترهای شیب و دبی وکاهش غلظت شدت اختلاط در مقاطع همگرا افزایش می یابد. جهت برآورد شدت اختلاط در بدنه جریان غلیظ در مقاطع همگرا بر اساس عدد ریچاردسون با استفاده از داده های آزمایشگاهی حاصل از این تحقیق روابطی استخراج گردید. در نهایت سعی شد تا با توجه روابط استخراج شده توسط سایر محققین که برای مقطع ثابت ارائه شده بود رابطه ای برای مقاطع همگرا و ثابت بدست آید که در برگیرنده شدت اختلاط در مقاطع ثابت( به ازای )و مقاطع همگرا باشد.