سیویلیکا را در شبکه های اجتماعی دنبال نمایید.

Investigating the effect of the steep slope of the steep flow on the flow of concentrated water

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
Document National Code: R-1047502
Publish: 8 October 2018
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 432
Pages: 132
Publish Year: 1390

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • I'm the author of the paper

Export:

Link to this Research:

Investigating the effect of the steep slope of the steep flow on the flow of concentrated water abstract

In this research the effect of slope, discharge and concentration of density current on water entrainment of body and head of the flow has been studied. The effect of slope, discharge, concentration and water entrainment rate on the velocity profiles has been also studied. The experiments were carried out in a flume with solution of water, salt and pigment. The experimental model has two systems, the mixing system for making the solution and pumping system to transmit the denser liquid to flume. In total 56 experiments were performed by four discharges, seven slopes and two concentrations. The velocity profiles of body, the head’s velocity and its height were measured. The results show that by increasing discharge, slope and concentration the water entrainment in head and body increases. To estimate the water entrainment rate using Richardson Number some equations were used and finally the modified equation of Garcia (1985) was found to be the best equation among them. The head’s velocity has been also investigated by changing slope, discharge, concentration and water entrainment rate. The results show that by increasing each of them, the head’s velocity increases. The Kulgan coefficient was obtained equal to 0.64 by using the present and the other researches data. In addition a head velocity equation was derived by some dimensionless variables which they were achieved by dimensional analysis. Observations on body’s velocity profiles show that by increasing slope, discharge, concentration and water entrainment rate, the maximum velocity increases. The height of the maximum velocity also increases in high amount of discharge and water entrainment rate but it decreases for mild slopes. The results also show that the height of zero velocity zone goes up by increasing discharge, concentration and water entrainment rate but it goes down for steep slopes.

 

پیش گفتار Research

رودخانه ها از جمله مهمترین منابع آب شیرین می باشند که به دلیل قابلیت دسترسی آسان تر نسبت به سایر منابع همواره مورد توجه بشر واقع شده اند. بنابراین بشر از دیر باز تا کنون در اندیشه ذخیره این منبع جاری بوده و سد سازی را برای این امر برگزیده است. اهداف سد سازی تنها به ذخیره آب خلاصه نمی شود . اهداف دیگری چون کنترل سیلاب ها، تولید انرژی، کشتی رانی، کنترل رسوب گذاری، مدیریت منابع آب و ایجاد اماکن تفریحی را نیز در بر می گیرد. بنابراین با افزایش روز افزون نیازهای بشر به ساخت سد، اهمیت نگهداری و بهره برداری بهینه از آنها نیز افزایش پیدا می کند. یکی از مسائل و مشکلات عمده در مسیر سد سازی و نگهداری از آنها، رسوب گذاری می باشد. مهمترین اثرات سوء رسوب گذاری کاهش حجم ذخیره، آسیب رساندن به تجهیزات نیروگاهی، گرفتگی دریچه ها و مسیرها، کاهش کیفیت آب مخزن، رسوب گذاری در کانال های انتقال آب و کاهش ظرفیت آنها و مسائلی دیگر می باشند، که همگی آنها ایجاد خسارات مالی و زیست محیطی را به دنبال خواهند داشت. رسوب گذاری در مخازن با فرآیند های پیچیده ای همراه می باشد که حالات مختلف رسوب گذاری را ایجاد می کند. یکی از مهمترین حالاتی که بخش عمده ای از رسوبات سد را به خود اختصاص می دهد، جریان های کدر می باشند. بنابر این بررسی این گونه جریان ها و درک بیشتر جنبه های مختلف آن ها ضروری می باشد. فلذا تحقیق ححاضر جهت بررسی موارد ذیل انجام پذیرفت:

1- بررسی اثر شیب، دبی و غلظت بر روی کشش آب به درون جریان غلیظ

2- بررسی اثر شیب، دبی و غلظت بر روی سرعت رأس جریان غلیظ

3- بررسی اثر شیب، دبی، غلظت و کشش سیال پیرامون بر روی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ.

 

فهرست مطالب Research

1-1- مقدمه 2

1-2- اهمیت سد سازی و اهداف آن 2

1-3- رسوب گذاری در سدها 4

 1-4- تعریف جریان غلیظ 6

1-5- اهداف تحقیق 6

1-6- ساختار تحقیق 7

فصل دوم: تئوری جریان غلیظ

2-1- مقدمه 9

2-2- انواع جریان های غلیظ در طبیعت و صنعت 9

2-3- تعریف جریان های غلیظ 13

2-4- نقطه غوطه وری 18

2-5- رأس جریان غلیظ 20

2-6- بدنه جریان غلیظ 21

2-6-1- معادلات هیدرودینامیکی 22

2-6-1-1- معادله پیوستگی فاز مایع 23

2-6-1-2- معادله پیوستگی فاز جامد 25

2-6-1-3- معادله اندازه حرکت 28

2-6-1-4- معادله بقای انرژی جنبشی 30

2-6-2- پروفیل سطح بینابینی 30

2-6-3- توزیع سرعت و غلظت 33

2-6-3-1- توزیع سرعت 34

2-6-3-2- توزیع غلظت 34

2-7- اختلاط سیال پیرامون در رأس 35

2-8- تقسیم بندی انواع جریان کدر بر اساس چینه شناسی 37

فصل سوم: پیشینه تحقیق

3-1- مقدمه 40

3-3- مطالعات صورت گرفته در خصوص ورود سیال پیرامون به درون جریان غلیظ 42

3-4- مطالعات صورت گرفته در خصوص سرعت رأس جریان های غلیظ 48

فصل چهارم: مواد و روش ها

4-1- مقدمه 53

4-2- آنالیز ابعادی 53

4-2-1- آنالیز ابعادی با هدف شدت اختلاط 53

4-2-2- آنالیز ابعادی با هدف سرعت رأس جریان 55

4-3- مدل آزمایشگاهی 56

4-4- تجهیزات اندازه گیری و مواد مصرفی 64

4-4-1- EC سنج و دما سنج 64

4-4-2- هیدرومتر 64

4-4-3- دبی سنج 66

4-4-4- سرعت سنج 67

4-4-5- اشل 74

4-4-6- نمک و ماده رنگی 75

4-5- آماده سازی و نحوه انجام آزمایشات 76

4-5-1- تهیه سیال غلیظ 76

4-5-2- آماده سازی فلوم و انجام آزمایشات 79

4-6- برنامه و سناریوهای آزمایشات 82

فصل پنجم: نتایج و بحث

5-1- مقدمه 84

5-2- کشش سیال پیرامون در بدنه جریان غلیظ 84

5-2-1- اثر شیب بر شدت اختلاط 86

5-2-2- اثر دبی بر شدت اختلاط 87

5-2-3- اثر غلظت بر شدت اختلاط 88

5-2-4- عدد ریچاردسون   و شدت اختلاط  89

5-3- کشش سیال پیرامون در رأس جریان غلیظ 96

5-4- سرعت رأس جریان غلیظ 99

5-4-1- اثر شیب، دبی و غلظت بر سرعت رأس 99

5-4-2- ضریب رابطه کولگان 103

5-4-3- استخراج رابطه سرعت رأس جریان 103

5-5- بررسی پروفیل های سرعت در بدنه جریان غلیظ 104

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1- مقدمه 109

6-2- نتیجه گیری 110

6-2-1- نتایج مربوط به شدت اختلاط در بدنه 110

6-2-2- نتایج مربوط به شدت اختلاط در رأس جریان غلیظ 111

6-2-3- نتایج مربوط به سرعت رأس جریان غلیظ 112

6-2-4- نتایج مربوط به پروفیل های سرعت در بدنه 112

6-3- به کارگیری نتایج 113

6-4- پیشنهادات 114

نمایش کامل متن

Investigating the effect of the steep slope of the steep flow on the flow of concentrated water authors