بررسی اثرات صفحه مثلثی بر توزیع غلظت آلاینده و الگوی جریان در کانال‌های مستقیم

در این مقاله تاثیر نصب صفحه مثلثی چسبیده به ساحل بر اختلاط عرضی ردیاب و کاهش غلظت آلاینده بررسی‌شده است. صفحات مثلثی ازجمله سازه‌های دوستدار محیط‌زیست هستند که به‌منظور مدیریت رسوب در رودخانه‌ها استفاده می‌شوند. این صفحات با ایجاد جریان‌های ثانویه عرضی می‌توانند در فاصله کوتاه‌تری سبب اختلاط عرضی شوند و به خودپالایی رودخانه کمک نمایند. آزمایش‌های این مطالعه در یک فلوم به عرض 80 سانتیمتر و طول 10 متر انجام گرفت. صفحه مثلثی با طول موثر 30% عرض فلوم و زاویه 45 درجه نسبت به جریان اصلی، در فاصله 50 سانتیمتری از منبع ردیاب نصب شد. از محلول آب و نمک به‌عنوان ردیاب استفاده شد و میزان شوری به‌وسیله 96 حسگر شوری سنج در هر مقطع عرضی و در چهار مقطع پائین‌دست محل ردیاب برداشت شد. علاوه بر این در محدوده قبل و بعد از صفحه، الگوی سه‌بعدی سرعت نیز ثبت شد. نتایج نشان داد که وجود صفحه باعث افزایش مقدار سرعت عرضی و تغییر جهت آن‌ها شده که نشان از وجود جریان‌های ثانویه دارد و باعث شده که واریانس توزیع غلظت را نسبت به حالت بدون سازه، به میزان 30% افزایش یابد. همچنین وجود این سازه باعث یکنواختی توزیع غلظت و کاهش 80% مقدار غلظت در نقطه اوج منحنی میانگین توزیع غلظت در مرکز کانال نسبت به حالت بدون سازه شده است.

Investigation of Transverse Distribution of Pollutant and Flow Pattern in the Present of Triangular Vane in the Straight Channels

In this paper, the effect of installation of a triangular vane attached to the bank on the transverse mixing and reduction of pollutant concentrations has been investigated. Triangular vanes are environment friendly structures and used for river sediment management. By generating secondary currents, these vanes can create transverse mixing in a shorter distance and help the river selfpurification. The experiments were conducted in a flume 80 cm wide and 10 m long. A triangular vane with an effective length of 30 % of the channel width and an angle of 45 ° relative to the mainstream was installed at 50 cm downstream of the source of the tracer. Water and salt solution was used as a tracer. The concentration was measured by 96 sensors at each transverse section and in the four downstream sections of the tracer. In addition, around the vane, the 3D velocity pattern was also recorded. The results showed that the presence of the vane causes an increase in the amount of transverse velocity and their direction indicating the presence of secondary currents which resulted in a 30% increase in the variance of the concentration distribution. Also, the existence of this structure has led to the uniformity of concentration distribution and decrease of concentration of 80 % of the concentration at the maximum point of the concentration distribution at the center of the channel relative to the no vane condition.