مطالعه آزمايشگاهي تاثير شعاع انحنا بر رفتار جريان غليظ در خم 90 درجه

Experimental Study of Radius of Curvature Influence On Density Current Behavior in 90 Degree Bend

جريان غليظ جرياني دو فازي است كه ذاتاً در اثر اختلاف چگالي روي شتاب ثقل به وجود مي آيد. در زمينه شناخت ويژگي هاي جريان غليظ تا كنون تحقيقات بسياري انجام شده است كه بسياري از آن ها به بررسي مسائل مختلف مربوط به جريان غليظ در مسيرهاي مستقيم اختصاص دارد.آزمايش هاي اين تحقيق در آزمايشگاه مدل هاي فيزيكي و هيدروليكي دانشكده مهندسي علوم آب دانشگاه شهيد چمران اهواز انجام شد.در اين تحقيق رفتار جريان غليظ نمكي در يك فلوم با سه خم متوالي با شعاع انحناي 40، 80 و 120 سانتي متر ، طول كلي 8/5 متر، عمق 70 سانتي متر وعرض 20 سانتي متر مورد مطالعه قرار گرفت.آزمايش ها در چهار دبي 0/5 ، 0/7، 0/9و 1/1 ليتر در ثانيه و چهار غلظت 8، 12، 16، 20 گرم در ليتر صورت پذيرفت. براي اندازه گيري سرعت از سرعت سنج داپلر اكوستيك (ADV) مدل Vectrino+ استفاده گرديد. Vectrino+ سرعت آب را بر اساس پديده داپلر اندازه گيري مي كند. نتايج نشان مي دهد در تمامي آزمايش ها، ارتفاع جريان غليظ در جداره بيروني قوس بيشتر از جداره داخلي است. با افزايش شعاع انحناي قوس ضخامت جريان غليظ كاهش يافت و از شيب سطح جريان غليظ در سطح مشترك جريان غليظ و سيال ساكن نيز كاسته شد. بيشترين اختلاف ارتفاع جداره داخلي و بيروني در قوس اول باشعاع انحناي نسبي 2 و كمترين مقدار آن در قوس سوم با شعاع انحناي نسبي 6 روي داد.

A density current is a (two-phase) flow of a fluid of density which is caused essentially by the influence of a density difference on the gravity. The previous experimental studies have been focused on investigation into properties of gravity current in straight channels. This paper presents a series of experiments in which saline gravity currents flowed through in physical models laboratory of Shahid Chamran University of Ahvaz. Experiments were carried out in 8.5 m length, 20cm width and 70cm height of flume and three radiuses of curvature (40, 80,120 cm). In this study the effect of three radiuses of curvature of channel bends on density flow behavior were studied. Experiments performed by four discharges (0.5,0.7,0.9 and 1.1 L/s) and four concentrations (8, 12, 16, 20 and 40 g/L). An Acoustic Doppler velocimeter (ADV-Vectrino+) was used to record the instantaneous downstream velocity. The Vectrino Velocimeter measures water speed using the Doppler effect. The results show that the elevation of the interface at the outer bank is in every case greater than the one at the inner bank. The results show that due to increasing the relative radius of channel bend decreases elevation of the interface and transverse interfacial slopes. The maximum and minimum superelevation occur in r/b =2 and r/b=6, respectively.