بررسی آزمایشگاهی پروفیل سرعت در جریان چگال میان گذر

جریان های ثقلی که به آن ها جریان های چگال یا جریان های غلیظ گفته می شود به دلیل اختلاف چگالی بین جریان و سیال پیرامون به وجود می آیند. در مخازن سدها سیال پیرامون ممکن است دارای لایه بندی عمودی باشد. لذا جریان چگال ورودی به چنین مخازنی ممکن است به صورت میان گذر ادامه مسیر دهند. در این پژوهش جریان چگال به صورت میان گذر در یک سیال لایه بندی شده مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی آزمایشگاهی پروفیل سرعت در جریان چگال میان گذر در سیال پیرامون لایه بندی شده، آزمایش ها با چهار دبی1، 1.5، 2 و 2.5 لیتر بر ثانیه و چهار غلظت 5، 10، 15 و 20 گرم بر لیتر روی شیب 2.5، 3.25 و 4 درصد انجام شد. لایه بندی 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 2.673 گرم بر سانتی متر مکعب استفاده شد. سرعت جریان به وسیله دستگاه سرعت سنج پروفایلر اکوستیک dop2000 ثبت شده است. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد وقتی جریان از حالت زیرگذر به حالت میان گذر تبدیل می شود سرعت بدنه آن کاهش می یابد. با افزایش غلظت از پنج تا 20 گرم بر لیتر درصد کاهش سرعت بدنه به ترتیب 11، 20و 36 درصد در شیب های 25.5،3.2 و 4 درصد افزایش یافته است. همچنین افزایش دبی از یک تا 2.5 لیتر بر ثانیه درصد کاهش سرعت به ترتیب 12، 14 و 15 درصد در شیب های 25.5،3.2 و 4 درصد کاهش یافته است. سرعت پیشانی در جریان میان گذر بیشتر از سرعت بدنه است.

experimental investigation of velocity profile in interflow density current

gravity currents, also known as density currents, or buoyancy currents, are happened by the density difference between the flow and its ambient fluid. gravity current happen in geophysical environments. one of the most important types of these streams that occur in large-scale nature is density flow (middleton 1993). these flows are happen due to gravity and its effect on the density gradient. 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 )he et al, 2016(. some examples of gravity currents found in nature katabatic winds thunderstorms, dust storms (haboobs), turbidity currents running down the continental shelf, and advancing cold fronts )thompson, 1986(. examples of gravity currents found in industrial processes are the spread of heavy gases and also ventilation systems that utilize buoyancy to drive horizontal flows along the ceiling and floor )samothrakis and cotel, 2006(. other examples of gravity currents that are encountered in nature include snow avalanches )hopfinger and tochon-danguy, 1977( and pyroclastic flows (valentine, 1987). there are also examples of man-made gravity currents with industrial applications. such an example is the instantaneous release of a dense gas in a less dense environment, after the failure of a containment tank (baines, 2001). simpson (1997) has detailed descriptions of these and other examples of gravity currents and also provides an overview of the research performed on the subjectin dams reserve ambient fluid, usually has a vertical stratification. therefore, the density current into this reservoirs may flow as interflow. in this study, the density current was investigated in ambient stratification fluid. for experimental investigation of velocity profile in interflow density current at stratification ambient, experiments were performed by 4 discharge 1, 1.5, 2 and 2.5 liters per second, and 4 concentrations 5, 10, 15 and 20 grams per liters on the bed slope 2.5, 3.25 and 4 percent. stratification of ambient fluid was carried out by mixture water and salt with a deep concentration gradient. to create density flow silica particles with an average diameter of 8 microns was used.