ارایه رابطه ای برای تخمین گرادیان هیدرولیکی در جریان غیردارسی در محیط متخلخل

قانون دارسی خاص هیدرولیک جریان آرام است و برای جریان متلاطم کاربرد آن توصیه نمی شود. معادلات حاکم بر جریانه ای متلاطم با استفاده از روابط حاکم بر اصول اساسی هیدرودینامیک و اعمال اثر آشفتگی به دست می آیند. این معادلات به دلیل ماهیت پیچیده جریان متلاطم به صورت معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی بیان می شوند. در این راستا تاکنون روابط متعددی توسط محققین مختلف به منظور شناسایی ویژگی های این نوع جریان از جمله تعیین گرادیان هیدرولیکی در محیط متخلخل درشت دانه ارایه شده لیکن هر کدام از آنها فقط در محدودهای خاص از تخلخل و دانه بندی محیط متخلخل سنگدانه ای دارای کاربرد می باشند. هدف از انجام این تحقیق بدست آوردن روابط مناسب در محیط متخلخل به گونه ای است که در محدوده وسیعتری از تخلخل و دانه بندی ذرات سازنده محیط متخلخل قابل کاربرد باشد. بدین منظور با استفاده از بخش عمده ای از نتایج آزمایشگاهی موجود و تجزیه و تحلیل آنها، رابطه جدیدی بین گرادیان هیدورلیکی و سرعت در محیط متخلخل ارایه شد که در محدوده وسیع تری از مقادیر قطر سنگدانه، عدد رینولدز، و تخلخل کاربرد دارد. با استفاده از باقیمانده نتایج آزمایشگاهی موجود، نتایج حاصل از کاربرد رابطه جدید با نتایج حاصل از کاربرد روابط موجود مقایسه شده و مشخص شد که خطای نسبی رابطه جدید فقط 14 درصد است که نسبت به معادلات موجود دارای کمترین مقدار خطای نسبی میباشد. در نتیجه مشاهده می شود که علاوه بر امکان کاربرد معادله جدید در محدوده وسیع تری از مقادیر پارامترهای دخیل، رابطه جدید دارای درستی بیشتری نسبت به سایر معادلات می باشد.

Keywords:

تخلخل , جریان متلاطم , سرعت , عدد رینولدز , مصالح درشت دانه