مطالعه آزمایشگاهی جریان چگال در اثر تنگ شدگی ناگهانی دیواره فلوم

جریان های چگال به علت تفاوت دانسیته مابین دو سیال بوجود می آیند و جزء جریان های ثقلی است. جریان چگال از سه ناحیه دماغه، سر و بدنه در داخل سیال محیطی تشکیل می شود. جهت انجام آزمایش ها از فلومی با طول 8m و عرضcm  35 و ارتفاع cm 40 استفاده شده است. در راستای فلوم، تنگ شدگی ممتد و موضعی در مرکز کانال ایجاد شده و آزمایشات در 28 حالت مختلف با تغییر دبی، چگالی و شیب بستر توسعه داده شده است. نتایج نشان داد غلظت جریان چگال با افزایش شیب بستر بعد از تنگ شدگی ممتد و موضعی به ترتیب 12%و 19% نسبت به حالت بدون تنگ شدگی کاهش یابد و هرچه دیواره فلوم تنگ تر شود، میزان شدت اختلاط بیشتر می شود؛ به طوری که بعد از تنگ شدگی عدد ریچاردسون 80% کاهش و شدت اختلاط 5 برابر افزایش می یابد. با افزایش چگالی ورودی، الگوی تشکیل پروفیل سرعت و غلظت جریان افزایش می یابد. همچنین به دلیل رفتار غیر دائمی جریان، الگو در ناحیه جت پراکندگی بیشتری نسبت به ناحیه دیواره از خود نشان می دهد.

experimental study of density current due to suddenly narrowing of flume wall

the density current, as a part of the gravity currents, is the flow of one fluid within another caused by the density difference between two fluids. the density current consists of the nose, head, and body regions within the ambient fluid. in the present study, a flume with 8m length, 35cm width, and 40cm height was used. the experiments were performed in 28 different states by changing the bed slope, density, and discharge. the results indicated that by increasing the bed slope, the concentration of the density current decreased by 12% and 19% after continuous and local narrowing, respectively, compared to the non-narrowing state. further, the entrainment ratio increased by narrowing the flume wall, as the richardson number decreased by 80% and the entrainment ratio increased by 5 times after narrowing. in addition, the profile formation pattern of the current velocity and concentration enhanced by increasing the inlet density and the pattern indicated more scattering in the jet region compared to the wall region.