بررسی آزمایشگاهی تأثیر موانع متوالی بر روی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ رسوبی و نمکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازه‌های آبی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه مهندسی علوم آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان دکترای تخصصی / مهندسی آب و سازه‌های آبی

3 استاد دانشکده مهندسی علوم آب، گروه سازه‌های آبی، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران

10.22125/iwe.2019.95873

چکیده

یکی از مهمترین عوامل کاهش عمر مفید سدها، جریان غلیظ است که عامل اصلی حرکت رسوبات در مخازن سدها، می باشد. لذا شناخت دقیق این پدیده و شناسایی عوامل تأثیرگذار بر پارامترهای آن می تواند گامی مؤثر در جهت افزایش عمر مفید سدها باشد. در تحقیق حاضر به بررسی اثر ارتفاع و فاصله سه مانع متوالی در شیب ها و غلظت های مختلف و در دو نوع جریان رسوبی و نمکی بر سرعت های پیشانی و بدنه جریان غلیظ پرداخته شده است. در آزمایشهای از 4 نوع مدل ارتفاعی و نیز 3 نوع مدل فاصله ای برای موانع استفاده شد. همچنین آزمایشهای در 3 شیب و 2 غلظت و در دو نوع رسوبی و نمکی انجام شد. در مجموع 117 آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از سه مانع متوالی در جریان غلیظ نمکی می تواند به طور میانگین سرعت پیشانی را 31 درصد و سرعت بدنه را 20 درصد کاهش دهد و در جریان رسوبی هم به طور میانگین 33 درصد سرعت پیشانی و 5/19 درصد سرعت بدنه را کاهش داد. همچنین ضریب کئولگان با در نظر گرفتن موانع، میانگین 48/0 برآورد شد که نسبت به حالت بدون مانع 27 درصد کاهش داشت. در انتها با استفاده از آنالیز ابعادی و نرم افزار spss روابطی جهت پیش بینی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ بر اساس ارتفاع هر سه مانع و فاصله آنها و نیز شیب و غلظت جریان ارائه شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of the Effect of Height and Distance of Successive Obstacles on Head and Body Velocities in Sedimentary and salty Density Current

نویسندگان [English]

  • Mohammad Toozandehjani 1
  • AmirHamze Haghiabi 2
  • Mahmood Kashefipour 3
  • Hasan Torabi
1 Msc. Student, College of Water Science Engineering, Shahid chamran University, Ahwaz.
3 2Professor, Faculty of Water Science Engineering ,ShahidChamran University
چکیده [English]

Density current is one of the most important phenomenon in reduction the useful life of dams, that it is the main cause of the sediment movement in the dam reservoirs. Therefore, Study of density or gravity current hydrodynamics plays an important role in increasing the economic life of dams though reduction in sediment accumulation. In this research the effect of the height and distance of successive obstacles and bed slope on the head and body velocity of density current has been studied. In the experiments, four types of height models and 3 types of distance model were used for obstacles. Also, the experiments were carried out in 3 slope and 2 concentration and in two sedimentary and salty types. In total 117 experiments were carried out. The results showed that the head and body velocities decreased with increasing height and distance of obstacles and increased with increasing bed slope. Also, the results showed that using of 3 rows of obstacles can reduce the head and body velocity of salty density current about 31 and 20% respectively, in comparison with the conditions without obstacles. In sedimentary density current numerical values of this reduction was 33 and 19.5 respectively for the head and body velocity. The Keulegan coefficient for estimating head velocity results decreased about 27% in comparison with the conditions without obstacles, with its mean value being obtained about 0.48. However, increasing the bed slope reduces the effect of obstacles in decreasing of head and body velocity. Finally, two equations were developed using Spss software to estimate the head and body velocities of density current based on height of each three obstacles, distance of obstacles and bed slopes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Density current
  • successive obstacles
  • head velocity
  • body velocity
  • Keulegan coefficient