بررسی تأثیر همزمان هندسه جت‌های مستغرق و غلظت پساب خروجی بر طول شناوری مثبت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه سازه‌های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشیار گروه سازه‌های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

جریان تخلیة شده جت‌های مستغرق باعث اختلاط جریان جت با جریان پذیرنده می­شود.  پیش‌بینی نوع اختلاط، در مسائل زیست محیطی را از اهمیت زیادی دارد.  در این مقاله، طول اختلاط شناوری مثبت و خصوصیات منحنی پایین ‌افتادگی ایجاد شده در اثر جت مستغرق بررسی شده است.  جریان جت‌ به پارامترهایی از قبیل سرعت اولیه، قطر پخش‌کننده، غلظت جریان تخلیه شده در منبع پذیرندة، و شرایط جریان پذیرنده وابسته است.  برای بررسی چگونگی ارتباط بین پارامترها، یک مدل آزمایشگاهی در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران ساخته و آزمایش­های مختلف با سرعت، غلظت، و قطرهای اولیه متفاوت جت اجرا شد.  طول منحنی‌های پایین افتادگی جریان جت به صورت نسبت بدون بعد طول به قطر اولیه در مقابل نسبت طولی پایین افتادگی بررسی شده است.  بر اساس نتایج به ­دست آمده، افزایش قطر جت و به تبع آن افزایش مومنتم فلاکس، تأثیر معنی‌داری بر طول منحنی پایین افتادگی دارد.  همچنین، افزایش غلظت سیال جت نیز به دلیل افزایش گرادیان دانسیته بین سیال جت و سیال پذیرنده و تغییر در نیروهای شناوری تأثیر زیادی بر طول منحنی پایین افتادگی دارد، به طوری که در یک غلظت مساوی، با افزایش قطر از 5 به 8 و از 8 به 15 میلی­متر، عدد فرود جرمیبرای سرعت‌های ورودی مختلف بین 30 تا 40 درصد کاهش و نسبت طولی شناوری مثبت به قطر اولیه بین 20 تا 35 درصد کاهش نشان داده است.  نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که با افزایش غلظت به میزان دو برابر، نسبت طولی شناوری مثبت به قطر اولیه بین 5 تا 20  درصد کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


Ahadiyan, J., Musavi Jahromi, S. H. 2009a. Simulation of buoyant jet properties at the downstream of power plant using thermal gradient. National Conferences of Dam and Ppower Plant. Tehran. Iran.

Ahadiyan, J., Musavi Jahromi, S. H. 2009b. Evaluation of jet flow momentum in the shallow water using Flow-3D. International Conference of Resource Management. Tabriz. Iran.

Albertson, M. L., Dai, Y. B., Jenson, R. A. and Rouse, H. 1950. Diffusion of submerged jets. Trans. Am. Soc. Civil Eng. 115, 639-664.

Cuthberston Alan, J. S., Peter, A. and Davis, P. A. 2008. Deposition from Particle-Laden, round, turbulent, horizontal, buoyant jets in stationary and coflowing receiving fluids. J. Hydraul. Eng. 134(4): 390-402.

Cardoso, S. S. S.and Zarrebini, M. 2001a. Convection driven by particle settling surrounding a turbulent plume. Chem. Eng. Sci. 56, 3365-3375.

 Cardoso, S. S. S. and Zarrebini, M. 2001b. Sedimentation of polydispersed particles from a turbulent plume. Chem. Eng. Sci. 56, 4725-4736.

Del Bene, J. V., Jirka, G. and Largier, J. 1994. Ocean brine disposal. Desalination. 97(1-3), 365-372.

Fischer, H. B. 1971. The dilution of an undersea sewage cloud by salt fingers. Water Res. 5, 909-915.

Jirka, G. H. 2004. Integral model for turbulent buoyant jets in unbounded stratified flows. Part 1: Single round jet. Environ. Fluid Mech. 4, 1-56.

Jirka, G. H. 2006. Integral model for turbulent buoyant jets in unbounded stratified flows. Part 2: Plane jet dynamics resulting from multiport diffuser jets. Environ. Fluid Mech. 6, 43-100.

Kunze, E. 1987. Limits on growing, finite-length fingers: A Richardson number constraint. J. Mar. Res. 45, 533-556.

Kunze. E. 1995. Quantifying salt-fingering fluxes in the ocean. Double-diffusive convection. Brandt, A. and Fernando, J. (Eds.) AGU Geophysical Monograph. 94, 313-320

Law, W.A., Fun Ho, W. and Monismith, G. S. 2004. Double diffusive effect on desalination discharges. J. Hydraul. Eng. 122(11): 450-457.

Maxworthy, T. 1983. The dynamics of double diffusive gravity currents. J. Fluid Mech. 128, 259-282.

Turner, J. S. 1967. Salt fingers a density interface. Deep-Sea Res. Oceanogr. Abst. 14, 599-611

Turner, J. S. 1998. Stratification and circulation produced by heating and evaporation on a shelf. J. Mar. Res. 56, 855-904