طراحي، ساخت و آزمون نازل هاي شبيه ساز باران

Designing, manufacturing and testing rainfall simulator nozzles

شبيه ساز باران يكي از بنيادي ترين ابزارهاي پژوهشي در مطالعات مربوط به فرسايش و فرآيندهاي مربوط مي باشد. از اين رو تلاش هاي متعددي در زمينه طراحي، ساخت و واسنجي باران سازهاي مختلف، متناسب با نياز پژوهشي و شرايط اقليمي مختلف در جهان انجام پذيرفته است. حال آن كه استفاده از نمونه هاي وارداتي به سبب هزينه ي زياد و هم چنين تفاوت با شرايط اقليمي مورد‌نظر همواره دچار مشكل بوده است. بنابراين ساخت و طراحي شبيه ساز مناسب براي شرايط حاكم بر كشور با قابليت كاربرد زياد ضروري است. در همين راستا در اين پژوهش اقدام به طراحي، ساخت و آزمون نازل هاي شبيه ساز باران متناسب با شرايط اقليمي استان مازندران گرديد. در همين خصوص به منظور انتخاب نازل مناسب با قابليت دسترسي، نصب و كاربرد آسان، بررسي هاي گسترده اي در زمينه نازل‌هاي مورد استفاده در ساير شبيه ساز هاي موجود و خصوصيّات هر يك از آن ها و هم چنين يافتن جايگزيني مناسب با قابليت دسترسي بيش تر انجام گرفت. هم چنين با بررسي ساختار دروني انواع مختلف نازل-هاي در دسترس، اقدام به طراحي و ساخت نازل مناسب جهت شبيه سازي باران گرديد. در نهايت نازل طراحي شده زايده دار با كد قراردادي Apd4 به عنوان مناسب ترين نازل انتخاب و آزمون هاي خصوصيات باران شبيه سازي شده از طريق ثبت تصاوير سرعت بالا و ظروف جمع آوري كننده انجام پذيرفت. ميانه قطري، سرعت و زاويه برخورد قطرات شبيه سازي شده در اين پژوهش به‌ترتيب 4/1 و 4/6 متر بر ثانيه و 89 درجه ثبت گرديد. واژه هاي كليدي: آزمون يك نواختي، عكس برداري سرعت بالا، شبيه ساز باران، طراحي نازل شبيه ساز باران.

Rainfall simulator is one of the most effective instruments for using in soil erosion studies. Thus, many researches have been conducted in order to design, manufacture and calibrate various rainfall simulators commensurate with aim of study and climatic conditions all around the world. However, using the imported nozzles in Iran is not feasible due to high cost, and different climatic conditions. Therefore, the current study has tried to evaluate some various nozzles’ characteristics made by the authors in order to simulating natural rainfall happened in Mazandaran Province climate. For this purpose, a minute evaluation was made for a number of rainfall characteristics produced by nozzles used in other rainfall simulators as well as those made by the authors. The results of the study revealed that the nozzle designed and manufactured by the authors and coded as Apd4 could successfully simulate the natural rain under consideration. The medium drop size, velocity and fall angle of the simulated rain were respectively recorded by high speed imaging of 1.4 mm, 6.4 m s-1 and 89?. Keywords: High speed imaging method, Nozzle design, Nozzle type, Rainfall simulator, Uniformity test.