بررسی اثر غلظت و شعاع انحنا بر روی ضخامت بدنه جریان گل‌آلود در خم 90 درجه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 عضو هیات علمی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

رسوبگذاری در مخازن سد‌ها، مهمترین عامل کاهش عمر مفید آن‌ها می‌باشد. جریان‌های گل‌آلود، جریان‌هایی مملو از رسوب هستند که به صورت لایه‌ای زیر آب شفاف مخازن به حرکت در می‌آیند و عامل عمده و مهم انتقال رسوبات به داخل مخازن سدها، دریا‌ها و اقیانوس‌ها می‌باشند. در این پژوهش به بررسی اثر شعاع انحنای قوس، غلظت و دبی جریان غلیظ رسوبی گذرنده از خم 90 درجه، بر روی ضخامت بدنه‌ی جریان غلیظ پرداخته شده است. بدین منظور، آزمایش‌ها با استفاده از جریان غلیظ رسوبی با ذرات رسوبی معلق به مشخصه‌ی D_50=1.93 µm و دبی 5/0 و 1/1 لیتر بر ثانیه در چهار غلظت رسوبی ورودی به فلوم 9، 14، 19 و 23 گرم بر لیتر و در فلومی به عرض 20 سانتی‌متر و با دو شعاع انحنای 40 و 80 سانتی‌متر در شرایط جریان ورودی زیربحرانی انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده با عبور جریان کدر از خم 90 درجه، اضافه ارتفاعی در جداره‌ی خارجی قوس و کاهش ارتفاع در جداره‌ی داخلی قوس، به علت نیروی گریز از مرکز بوجود آمده ناشی از ورود جریان به خم مشاهده شد. علاوه بر این نتایج نشان داد که با افزایش غلظت، ارتفاع بدنه‌ی جریان غلیظ در دیواره‌ی داخلی و خارجی قوس کاهش یافت و با افزایش دبی، افزایش یافت. در غلظت و دبی ثابت، با افزایش شعاع انحنای قوس، ارتفاع بدنه‌ی جریان کدر در دیواره‌ی داخلی و خارجی قوس و نیز شیب عرضی سطح جریان کدر، کاهش یافت. شیب عرضی ایجاد شده در سطح جریان کدر، در دبی ثابت، در خم 90 درجه تند (R⁄(B=2)) با افزایش غلظت، کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of concentration and radius of bend curvature on turbidity current body thickness in 90 degree bend

نویسندگان [English]

  • Nasrin Mahmoodieh 1
  • Mehdi Ghomeshi 2
چکیده [English]

Sedimentation in dam reservoirs, is the most important factor reducing dam service life. Turbidity currents are sediment-laden flows, that move under clear water of reservoirs in the form of layer. They are major and significant factors of sediment transport into the reservoirs, seas and oceans. In this study, the effect of radius of bend curvature, concentration and flow rate has been investigated on thickness of turbidity current body passing through 90 degree bend. For this purpose, the experiments were carried out using sediment dense flow with characteristic suspended sediment particles D_50=1.93 µm and 0.5, 1.1 l⁄s flow rate in four sediment concentrations at flume entrance (9, 14, 19, 23 g⁄l) with 20cm flume width and two radius of curvature (40 and 80 cm), under subcritical condition of input flow. According to the obtained results, upwelling of the water surface in the outer wall and height reduction in the inner wall of the bend by turbidity current passing through of 90 degree bend, due to the centrifugal force caused by flow entry to the bend. It was also observed that with increasing concentration, thickness of turbidity current body decreases at the inner and outer wall of the bend and with increasing the flow rate, mentioned thickness increases. In constant concentration and flow rate, by increasing the radius of bend curvature, the height of turbidity current body in the inner and outer walls of the bend and also the transverse tilt of the turbidity flow, are reduced. With concentration increase, transverse tilt created on the surface of turbidity current in constant flow rate in steep 90 degree bend (R⁄(B=2)) decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Turbidity current
  • 90 Degree bend
  • Thickness of current body
  • Transverse tilt of surface flow