بررسی آزمایشگاهی اثر ضخامت مانع و ایجاد دو مانع متخلخل با فاصله در کنترل جریان غلیظ
محورهای موضوعی : برگرفته از پایان نامهمجتبی کردناییج 1 , سید امین اصغری پری 2 , سید محسن سجادی 3 , محمود شفاعی بجستان 4
1 - گروه عمران دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان، بهبهان، ایران
2 - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان
3 - دانش‌آموخته کارشناسی ارشد مهندسی رودخانه؛ دانشیار دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان
4 - استادیار؛ و استاد گروه سازه‌های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز
کلید واژه: جریان غلیظ رسوبی, مانع متخلخل, فاصله چینه, ضخامت چینه, ارتفاع,
چکیده مقاله :
در تحقیق حاضر به مقایسه‌ی آزمایشگاهی اثر افزایش تعداد ردیف‌های مانع متخلخل و دو مانع متخلخل با فاصله یک متر به-عنوان یک مانع نفوذپذیر جهت کنترل جریان غلیظ رسوبی در ارتفاع‌های مختلف پرداخته شده است. از چینه‌های مکعبی ریاضی به ابعاد 1/2 سانتی‌متر با تخلخل سطحی 25 درصد استفاده شد. فلوم مورد استفاده با محدوده شیب‌پذیری 5/2± درصد و طول 10 متر، عرض 30 و ارتفاع 45 سانتی‌متر بوده است. دبی ورودی جریان غلیظ 7/0 لیتر در ثانیه و غلظت ورودی برابر با 20 گرم بر لیتر بود. در حالت مانع متخلخل در دو راستای عمود برهم جریان وارد تخلخل‌ها می‌شود. نتایج نشان داد در مانع متخلخل با ورود همزمان جریان غلیظ در دو جهت عمود بر هم، خطوط جریان در تخلخل‌ها با یکدیگر برخورد کرده و با ایجاد جریان چرخشی در تخلخل باعث استهلاک بیش‌تر انرژی جریان عبوری از درون می‌شود. استفاده از دو ردیف مانع با فاصله باعث کاهش ارتفاع مانع برای کنترل جریان غلیظ می‌گردد. در مورد دو مانع با ارتفاع مختلف قرار گرفتن مانع با ارتفاع بیش‌تر در ابتدا باعث استهلاک بیش-تر جریان می‌گردد. در حالت شیب‌دار به‌دلیل افزایش مومنتوم جریان عبوری، بخش بیش‌تری از رسوبات از مانع اول عبور کرده و این امر سبب می‌شود اثر مانع دوم در کنترل جریان غلیظ در این حالت نسبت به حالت بدون شیب بیش‌تر گردد. هم‌چنین با افزایش تعداد ردیف عملکرد مانع متخلخل افزایش می‌یابد و عملکرد دو مانع با فاصله از عملکرد ضخامت بیش‌تر می‌باشد.
In the present study, a laboratory comparison of increasing the number of porous obstacle rows and two porous obstacles with a distance of one meter is considered as a permeable obstacle for controlling turbidity current in different heights. Plastic cubes with dimensions of 2.1 (cm) with surface porosity of 25% have been used. The flume slope range was ± 2.5%, a length of 10, a width of 0.3 and a height of 0.45 m. The flow rate was 0.7 L/s and the input concentration was 20 g/L. The results of the investigations showed in the porous obstacle with the simultaneous flow of condensate in two directions perpendicular to each other, the flow lines encountered in the porosity and by creating a flow in porosity, cause more depletion of the energy of the current flow from within would be. The use of two obstacle rows reduces the height of the obstacle to control the current flow. Also, in the case of two obstacles with different heights, obstacle with higher elevations initially causes more deformation of the current. In steady state, due to the increase in the momentum of the flow, a greater part of the sediment passes through the first obstacle, which makes the effect of the second obstacle more effective in controlling the current flow in this state than the non-slope state. Also, with increasing number of rows, the performance of the porous obstacle increases and the performance of the two obstacles is longer than the thickness of the performance
1) اصغریپری س ا، محققیان س م، 1392. بررسی عددی اثر تغییر فاصله برای موانع متوالی هماندازه و تغییر اولویت قرارگیری برای موانع متوالی غیر هماندازه در کنترل جریان غلیظ. اولین همایش ملی چالشهای منابع آب و کشاورزی، انجمن آبیاری و زهکشی ایران- دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان اصفهان- 24 بهمن.
2) اصغریپری س ا، محققیان س م، 1393. بررسی عددی تأثیر ایجاد گودالهای حفاظتی در بستر بر مهار کردن جریان غلیظ. مجله مهندسی آب. (7)23: 1-12.
3) زینیوند م، کاشفیپور س م، قمشی م، 1396. بررسی آزمایشگاهی اثر تخلخل صفحات نفوذپذیر بر کنترل جریان غلیظ. مجله علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبیاری. 40(1): 13-24.
4) قربانمقدم ع، قمشی م، 1394. بررسی آزمایشگاهی تأثیر نوع چیدمان موانع استوانهای شکل بر سرعت و ضخامت بدنهی جریان غلیظ نمکی. مجله علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبیاری. (38)4: 33-45.
5) قربانی ز، خزیمهنژاد ح، رمضانی ی، 1395. بررسی آزمایشگاهی تأثیر شکل، آرایش و مساحت صفحههای نفوذناپذیر مستغرق بر مشخصههای جریان غلیظ. نشریه پژوهشهای حفاظت آب و خاک. (23)6: 143-162.
6) کشتکار ش، ایوبزاده، س ع، فیروزآبادی ب، 1387. بررسی آزمایشگاهی تأثیر تغییرات عدد فرود جریان گلآلود ورودی به مخزن بر روی ضخامت جریان گلآلود. دومین کنفرانس نیروگاههای آبی کشور، تهران- شرکت توسعه منابع آب و نیروی ایران.
7) کشتکار ش، ایوبزاده س ع، فیروزآبادی ب، 1389. بررسی آزمایشگاهی ضخامت و پروفیلهای سرعت جریان گلآلود. نشریه آب و خاک. (24)6: 1073-1082.
8) Asghari Pari SA, Kashefipour SM, Ghomeshi M. 2016. An Experimental Study to determine the obstacle height required for the control of subcritical and supercritical gravity currents. European Journal of Environmental and Civil Engineering.
9) Asghari Pari SA, Kashefipour S M, Ghomeshi M, Shafai Bajestan M. 2010. Effects of obstacle heights on controlling turbidity currents with different Concentrations and discharges. Journal of food agriculture & Environment. 8(2):930-935.
10) Bursik M I, Woods A. 2000. The Effect of Topography on Sedimentation from Particle-laden Turbulent Density Currents. Journal of Sedimentary Research. 70(1):53-63.
11) Graf W H. 1983. Hydraulics of Reservoir Sedimentation. International Water Power & Dam Construction. 35(4)
12) Graf W H, Altinakar M S. 1998. Fluvial Hydraulics-Flow and Transport Processes in Channels of Simple Geometry. Chapter 7. Wiley. New-York. 681 pp.
13) Oehy C D. 2002. Effects of Obstacles and Jets on Reservoir Sedimentation due to Turbidity Currents, Communication No.15 of the Laboratory of Hydraulic Structions LCH. Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne. EPFL. Switzerland.
14) Oehy C D, Schleiss A J. 2007. Control of Turbidity Currents in Reservoirs by Solid and Permeable Obstacles. Journal of Hydraulic Engineering. 133(6):637–648.
15) Oshaghi m, Afshin H, Firoozabadi B. 2013. Experimental investigation of effect of obstacles on the behavior of the density currents. Canadian Journal of Civil Engineering. 40(4):343–352.
16) Prinos P. 1999. Two-Dimensional Density Currents over Obstacles. Proc. 28 the IAHR Congress (CD-ROM). August. 22-27-1999. Graz. Austria.
17) Woods A W, Bursik M I, Kurbatov A V. 1998. The interaction of ash flows with ridges. Bull Volcano l.60:38–51.
18) Yaghubi S, Abbaszadeh S H, Golchoubian P, Afshin H, Firoozabadi B. 2013. Experimental Investigation of the Effect of Two Consecutive Obstacles on Turbidity Current. Journal of Selcuk University Natural and Applied Science. 615–627.
_||_