بررسی اثر تغییرات دبی ورودی و اندازه ذرات معلق در بسترهای افقی بر خصوصیات پرش هیدرولیکی جریان چگال

جریان چگال یک حرکت نسبی است که بین دو سیال متفاوت ایجاد می گردد. هنگام ورود جریان غلیظ به آب ساکن، افزایش سطح مقطع ورودی، باعث کاهش سرعت و در نتیجه کم شدن قدرت انتقال رسوبات درشت دانه می گردد. در این تحقیق سعی شده است که با استفاده از نرم افزار گمبیت و فلوئنت به شبیه سازی پرش هیدرولیکی با تغییرات دبی ورودی و اندازه قطر ذرات معلق پرداخته شود . اینجا از ۵۲ نوع مدل عددی مختلف که با ۳ نوع مش محاسباتی و ۳ نوع مدل آشفتگی ، بهینه ترین مدلها انتخاب شده است . جهت صحت سنجی نتایج از یک مدل آزمایشگاهی استفاده شده است و مشاهده شد که با افزایش عدد فرود ،سرعت جریان چگال قبل از پرش هیدرولیکی شدت بیشتری در کف بستر نسبت به سرعت بعد از پرش هیدرولیکی دارد و همچنین هر چه از کف بستر جریان به سمت بالا می رویم به دلیل دو فازی بودن جریان در فصل مشترک آنها گردابه هایی ایجاد می شود که باعث حرکات دورانی شده که خود این امر باعث سرعت های منفی قبل از پرش می گردد اما بعد از پرش هیدرولیکی سرعت ها نسبت به قبل از پرش به شدت کاهش یافته است و در نهایت نتایج نشان داد که کمترین میزان خطا عددی با آزمایشگاهی بعد از پرش مربوط به آزمایش شماره ۳ با مقدار ۱.۰۷ درصد می باشد که دارای سرعت متوسط عددی ۰.۰۴۶۷ متر بر ثانیه و ضخامت ۰.۳۰۳ متر و چگالی ۱۰۰۷.۲۱۵۸ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

Keywords:

جریان چگال , پرش هیدرولیکی , مدل آشفتگی , قطر ذرات معلق , نرم افزار fluent