Investigation of Sediment Concentration in Cone Currents

صاحب اثر: سازمان آب و برق خوزستان

مجری: دانشگاه شهید چمران اهواز

نوع محتوی: طرح پژوهشی

Language: Persian

Document National Code: R-1047498

Publish: 7 October 2018

دسته بندی علمی: شیمی و تکنولوزی فرایند

Pages: 149

Publish Year: 1389

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

I'm the author of the paper

Export:

Link to this Research:

https://civilica.com/doc/1047498

Investigation of Sediment Concentration in Cone Currents abstract

هر ساله مقادیر زیادی از رسوبات ناشی از طغیان رودخانه ها در مواقع سیلابی به مخازن سدها وارد شده، که باعث کاهش عمر مفید سدها می شود. یکی از مهمترین عوامل انتقال رسوب، جریان های غلیظ رسوبی می باشد. از مهمترین عوامل مؤثر بر قدرت تخریب این جریان ها شدت حمل رسوبات در بدنه و پیشانی جریان های غلیظ می باشد.

به منظور بررسی غلظت رسوب در رأس جریان های غلیظ آزمایش هایی در آزمایشگاه مدل های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد.

در این مطالعه از مخلوط آب و رسوب با غلظت های مختلف به عنوان جریان غلیظ رسوبی استفاده شد. در هر آزمایش از 6 نقطه مختلف در طول فلوم از بدنه و پیشانی جریان نمونه گیری می شد، و در مجموع تعداد 54 نمونه غلظت از بدنه و 54 نمونه غلظت از پیشانی جریان برداشت شد. محدوده تغییرات غلظت اولیه جریان در این آزمایش ها از 04/7 تا 98/23گرم بر لیتر و محدوده تغییرات دبی جریان284/0 تا 236/1 لیتر بر ثانیه بود.

نتایج نشان داد که نسبت سرعت پیشانی به بدنه با عدد ریچاردسون بدنه به صورت لگاریتمی تغییر می کند و با افزایش عدد ریچاردسون بدنه این نسبت نیز افزایش می یابد. همچنین شدت حمل رسوبات بدنه به پارامتر Z وابسته بوده و با افزایش این پارامتر، به شکل توانی افزایش می یابد. شدت حمل رسوبات پیشانی نیز به پارامتر Z وابسته بوده و با افزایش آن به صورت توانی افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که در شرایط یکسان مقدار ضریب حمل رسوب پیشانی بیشتر از ضریب حمل رسوبات بدنه بوده و با افزایش دبی ورودی یا غلظت اولیه جریان غلیظ، این نسبت کمتر می شود، بطوری که در Z=40 این نسبت برابر دو خواهد بود.

پیش گفتار Research

صنعت سدسازی همواره یکی از معمول ترین روش های حفظ و بهره برداری منابع آب های سطحی در طول تاریخ به شمار می آید. از طرفی مشکل رسوب گذاری همواره مهم ترین عامل در کاهش عمر مفید سدها بوده است. با توجه به هزینه های اقتصادی و انسانی بالایی که ساخت سدها به همراه دارند، افزایش عمر مفید سدها و حفظ حجم ذخیره آن ها برای تداوم کنترل و بهره برداری از منابع آب امری اجتناب ناپذیر می باشد. از طرف دیگر یکی از مهم ترین پدیده های موجود در رسوب گذاری سدها جریان های غلیظ می باشد، که با شناخت دقیق از پارامترهای مختلف این جریان ها می توان نسبت به مدیریت درست رسوب مخازن اقدام نمود.

فهرست مطالب Research

1- مقدمه و هدف 2

1-1- مقدمه 2

1-2-تعریف مسئله 2

1-3- ضرورت بررسی مسئله 4

1-4- اهداف این پژوهش 5

1-5- فصل بندی و ساختار طرح پژوهشی 6

2- مروری بر منابع 8

2-1- تاریخچه 9

2-2- انواع جریان غلیظ در طبیعت 11

2-3- نقطه غوطه وری 16

بررسی گزارش Gerrit Basson(1998) 17

مطالعات Singh and Shah(1971) 27

مطالعات Akiyama and Stefan (1984) 31

2-4- بررسی تحقیقات انجام شده در خصوص بدنه جریان غلیظ 32

سرعت بدنه جریان 32

شدت اختلاط در بدنه جریان غلیظ 34

2-5- بررسی تحقیقات انجام شده در خصوص پیشانی جریان غلیظ 37

2-6- بررسی پدیده انتقال رسوب توسط جریان غلیظ 40

2-7- بررسی تحقیقات انجام شده در خصوص ضریب حمل رسوب 45

2-7-1- معادلات ضریب حمل رسوب 45

3- تئوری جریان غلیظ 51

مقدمه 51

3-1- جریان های کدر 51

3- 2- معادلات حاکم بر جریان های کدر 56

3-2-1- معادله پیوستگی 56

3-2-2- معادلات حرکت 58

3-3- منحنی بینابینی 60

3-4- ضریب حمل یا شدت اختلاط 62

3-4-1- ضریب حمل آب 62

3-4-2- ضریب حمل رسوبات 64

3-5- پیشانی جریان 65

3-6- توزیع سرعت و غلظت 67

3-6-1- توزیع سرعت 68

3-6-2- توزیع غلظت 68

3-7- آنالیز ابعادی 69

4- مواد و روش ها 73

4-1- مدل فیزیکی 73

4-1-1- فلوم آزمایشگاهی 73

آرام کننده ها 74

آرام کننده جریان غلیظ در ابتدای فلوم 74

حوضچه آرامش آب زلال 75

4-1-2- مخازن 76

مخزن آب زلال 76

مخزن جریان غلیظ 77

مخزن جریان غلیظ با هد ثابت 77

مخزن جریان آب زلال با هد ثابت 78

4-1-3- پمپ ها 78

4-1-4- مواد مصرفی 79

آب زلال شهری 79

مواد رسوبی 79

ظروف پلاستیکی 79

شیشه های آزمایشگاهی 79

اسید 79

آب مقطر 79

4-1-5- وسایل اندازه گیری 80

کرنومتر 80

فلاکس رسوبی 80

دستگاه سانتریفیوژ 80

ترازوی دیجیتالی 80

آون برقی 81

دستگاه مسترسایزر 81

4-2- نحوه انجام آزمایش 82

4-2-1-آبگیری مخازن 82

4-2-2- نمونه گیری از پیشانی و بدنه جریان 83

4-2-3- اندازه گیری پارامترهای مورد نیاز 84

اندازه گیری پارامترهای مستقل از جریان 84

اندازه گیری پارامترهای وابسته به جریان 85

آزمایش های انجام شده در خصوص سرعت پیشانی 88

آزمایش های انجام شده در خصوص غلظت های بدنه و پیشانی 88

5- نتایج و بحث 91

5-1- نتایج آزمایشگاهی مربوط به سرعت پیشانی 91

5-1-1- بررسی معادله (5-1) یعنی 93

5-1-2- رابطه بین Uf و 94

5-1-3- بررسی معادله (5-3) یعنی 96

5-1-4- رابطه بین سرعت پیشانی Uf و فلاکس شناوری B=g'q0 97

5-1-5- به دست آوردن رابطه ای برای ارتفاع پیشانی جریان 99

5-1-6- به دست آوردن رابطه ای برای سرعت پیشانی جریان با استفاده از معادله شزی 99

5-2- ضریب حمل رسوب بدنهEsb 101

5-2-1- معادلات ضریب حمل رسوب 106

5-3- ضریب حمل رسوب پیشانی Esf 111

6- نتیجه گیری کلی 115

6-1- نتایج 115

6-2- پیشنهادات 118

فهرست منابع 119

پیوست1 121

پیوست2 125

نمایش کامل متن

Investigation of Sediment Concentration in Cone Currents authors

مهدی قمشی (مجری اصلی)

حسین بشاورد (مجری)