بررسی آزمایشگاهی پروفیل سرعت در جریان چگال میان گذر

Abstract

جریان­های ثقلی که به آن­ها جریان­های چگال یا جریان­های غلیظ گفته می­شود به دلیل اختلاف چگالی بین جریان و سیال پیرامون به­وجود می­آیند. در مخازن سدها سیال پیرامون ممکن است دارای لایه­بندی عمودی ­باشد. لذا جریان چگال ورودی به چنین مخازنی ممکن است به­صورت میان­گذر ادامه مسیر دهند. در این پژوهش جریان چگال به­صورت میان­گذر در یک سیال لایه­بندی شده مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی آزمایشگاهی پروفیل سرعت در جریان چگال میان­گذر در سیال پیرامون لایه­بندی شده، آزمایش­ها با چهار دبی1، 5/1، 2 و 5/2 لیتر بر ثانیه و چهار غلظت 5، 10، 15 و 20 گرم بر لیتر روی شیب 5/2، 25/3 و 4 درصد انجام شد. لایه­بندی با استفاده از مخلوط آب و نمک با گرادیان غلظت عمقی ایجاد شد. برای ایجاد جریان چگال از ذرات سیلیس با قطر متوسط هشت میکرون و وزن مخصوص 673/2 گرم بر سانتی­متر مکعب استفاده شد. سرعت جریان به­وسیله دستگاه سرعت­سنج پروفایلر اکوستیک DOP2000 ثبت شده است. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد وقتی جریان از حالت زیرگذر به حالت میان­گذر تبدیل می­شود سرعت بدنه آن کاهش می­یابد. با افزایش غلظت از پنج تا 20 گرم بر لیتر درصد کاهش سرعت بدنه به­ترتیب 11، 20و 36 درصد در شیب­های 5/25،2/3 و 4 درصد افزایش یافته است. همچنین افزایش دبی از یک تا 5/2 لیتر بر ثانیه درصد کاهش سرعت به­ترتیب 12، 14 و 15 درصد در شیب­های 5/25،2/3 و 4 درصد کاهش یافته است. سرعت پیشانی در جریان میان­گذر بیشتر از سرعت بدنه است.

Keywords

• جریان چگال
• پروفیل سرعت
• لایه‌بندی
• گرادیان غلظت
• ذرات سیلیس