آزمايشگاهي تاثير بستر متحرك بر خصوصيات جريان غليظ غير ابقايي در پيچانرودها

Experimental Study of Mobile Bed Influence on Density Current Behavior in Submarines

مقدمه: اصولاًٌٌ جريان غليظ يا چگال يك جريان دو فازي است كه در اثر حركت يك سيال درون سيال ديگر با چگالي متفاوت بوجود مي ­آيد. جريان­هاي دو فازي با توجه به سرعت جريان مي­ توانند به چهار نوع جريان همگن، شبه همگن‌، ناهمگن و لايه ­بندي شده تقسيم ­بندي شوند. در جريان­ هاي لايه­ بندي شده، جريان بصورت دو لايه كاملاً‌ مشخص وجود دارد. روش­: آزمايشات اين تحقيق بصورت جريان­ هاي لايه ­بندي شده در آزمايشگاه مدل­هاي فيزيكي و هيدروليكي دانشكده مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز انجام شده ­اند. براي انجام آزمايشات اين تحقيق فلومي با بسترفرسايشي از جنس پلي استيلن به طول كلي 8/5 متر، عمق 70 سانتيمتر، عرض 20 سانتيمتر و شيب كف 0/001 شامل سه قوس متوالي 90 درجه به شعاع انحناي 40، 80 و 120 سانتيمتر ساخته شد. يافته­ ها: نتايج نشان داد در پروفيل­ هاي سرعت بدنه جريان نرخ افزايش سرعت به ازاي افزايش غلظت، به تغييرات فرم بستر وابسته است. در نتيجه باعث كاهش سرعت بدنه جريان تا حدود 19 درصد خواهند شد. سرعت پيشاني افزايش يافته است و تا جايي اين افزايش سرعت ادامه يافته است كه تنش برشي ذرات بستر قادر به تشكيل فرم بستر باشد. در تمامي آزمايشات، ارتفاع جريان غليظ در ديواره بيروني بيشتر از ديواره داخلي قوس است و با افزايش شعاع قوس اختلاف ارتفاع كاهش مي ­يابد. در اين حالت سرعت عرضي كاهش و سرعت در راستاي مستقيم افزايش پيدا مي­ كند و اين امر در كاهش شيب سطح آب و اختلاف ارتفاع نقش به سزايي را ايفا مي ­كند. از اين رو اختلاف تراز سطح آب در قوس سوم بسيار ناچيز مي ­باشد. نتيجه­ گيري: در تمامي مقاطع ارتفاع جريان در قوس خارجي بيشتر از قوس داخلي مي ­باشد. قوس اول با شعاع انحنا 2 بيشترين اختلاف ارتفاع و قوس سوم با انحنا نسبي 6 كمترين اختلاف ارتفاع را داراست. با توجه به رابطه ارائه شده براي محاسبه اختلاف تراز آّب در جدار داخلي و بيروني قوس بر روي بستر فرسايش ­پذير مشخص مي­ گردد كه تأثير زبري نسبي نقش تعيين­ كننده ­اي در تعيين اختلاف ارتفاع جداره بيروني و جداره داخلي ايفا مي­ كند.

Introduction: Basically, dense flow is a two-phase flow that occurs due to the movement of a fluid in a different fluid of different densities. Laboratory research has been carried out on physical and hydraulic models of the Faculty of Engineering Sciences of Shahid Chamran University of Ahwaz. Methods: Flume contains three successive bends with three different relative curvature radiuses: r/b=2, 4 and 6, 8.5 m length, 20cm width and 70cm height and a mobile bed type of Polyastailen cover the bed. Findings: The results show, increasing the concentration of the inlet current, the flow velocity of the body flow increases on a mobile bed. The rate of increase in velocity depends on changes in the form of the bed the flow rate of the body will be reduced to about 19%. The velocity of the forehead has increased in the conditions of the mobile bed by forming the form of the bed. Also the elevation of the interface at the outer bank is in every case greater than the one at the inner bank. Due to increasing the relative curvature radius decreases elevation of the interface and transverse interfacial slopes. The maximum and minimum super elevations occur in r/b =2 and6, respectively. the transverse velocity decreases and the velocity increases in direct direction, which plays a significant role in reducing the slope of the water surface and the difference in height. Hence, the difference between the level of water in the third arc is very small.