ساختار سرعت در جریان چگال میانگذر

جریان‌های ثقلی که به آنها جریان‌های چگال یا جریان‌های غلیظ گفته می‌شود به دلیل اختالف چگالی بین جریان و سیال پیرامون به وجود می‌آیند. اختالف چگالی می‌تواند ناشی از ذرات معلق، مواد شیمیایی، مواد محلول و اختلاف درجه حرارت باشد. در مخازن سدها سیال پیرامون ممکن است دارای لایه بندی عمودی باشد. وقتی یک جریان چگال در یک سیال لایه بندی به سطح شناوری خنثی برسد از کف جدا می‌شود و داخل سیال پیرامون نفوذ می‌کند. لذا جریان‌های چگال ورودی به این مخازن ممکن است بصورت میان‌گذر ادامه مسیر دهند. این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی جریان چگال بصورت میان‌گذر در سیال پیرامون لایه بندی شده می‌پردازد. برای دستیابی به اهداف این پژوهش آزمایش‌ها در فلومی به طول 9 متر با 4 دبی1 ،1/5 ،2 و 2/5 لیتر بر ثانیه و 4 غلظت 5 ،10 ،15 و 20 گرم بر لیتر که به ترتیب جریان با چگالی 1003/2 ،1006/3 ،1009/4 و 1012/5 گرم بر لیتر ایجاد می‌کردند، روی سه شیب 2/5 ،3/25 و 4 درصد انجام شد. بررسی پروفیل‌های سرعت نشان داد که جریان خود متشابه است و نوسانات سرعت حداکثر تا2/5 برابر ضخامت جریان چگال در لایه زیرین ادامه می‌یابد. در سیال لایه بندی شده سرعت پیشانی بعد از افزایش کاهش قابل ملاحظه‌ای می‌یابد، این بدان معنی است که لایه بندی می‌تواند حرکت جریان را محدود کند. افزایش غلظت و دبی در هر سه شیب سبب افزایش سرعت پیشانی جریان چگال در سیال لایه بندی شده، می‎شود با افزایش شیب سرعت پیشانی جریان در زیرگذر افزایش می‌یابد و در مرحله میان‌گذ تغییر شیب تاثیر زیادی روی سرعت جریان ندارد. با افزایش دبی و افزایش غلظت زمان گذر جریان کاهش می یابد .جریان چگال در لایه بندی ضعیف‌تر می‌تواند فاصله بیشتری را روی شیب طی کند و دیرتر از بستر جدا شود.

Velocity structure in interflow density currents

Gravity currents, also known as density currents, or turbidity currents, are happened by the density difference between the flow and its ambient fluid. The density difference can be due to suspended particles, chemicals, soluble materials, and temperature differences. In dams reservoir ambient fluid, usually has a vertical stratification. When the gravity current arrived to ambient fluid, in the position that density of both gravity current and ambient fluid is equal the gravity current abandon the bed and flows in ambient fluid horizontally. Therefore the density current into this reservoir maybe intrude such as interflow density current. This study investigates the inter flow density current in a stratification ambient. For achieve to the objectives of this study, experiments were carried out at a flumes with 9 meters long by 4 discharge 1, 1.5, 2 and 2.5 l/s, and 4 concentration 5, 10, 15 and 20 mg/l, that created density 1003.2, 1006.3, 1009.4 and 1012.5 respectively. Stratification was made by mixture water and salt with vertical gradient. The investigation of velocity profiles showed that the flow is selfsimilar and velocity fluctuations Continues maximum up to 2.5 times greater than current thickness in the lower layer. The front velocity of currents in stratified environments increases at first then sizeable decreases. It shows that stratified can limited the flow movement. In each three slope, increasing of discharge and concentration increase velocity head of density current in stratified environment. As the slope increases, the current velocity increases at the underflow stage, and in the interflow stage, the slope does not have much effect on the current velocity. Interflow Travel Time decrease in increasing of discharge and concentration. Density current in weaker stratified can travel more distance in the slope and separate latter from the bed.