تغییرات اختلاط عرضی ردیاب در کانال مستقیم با و بدون حضور صفحات مستغرق

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی ارشد سازه های ابی دانشکده علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه سازه های هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

با ورود مواد به داخل کانال‌ها و رودخانه‌ها و طی فاصلۀ طولی مشخص، که به آن طول اختلاط گفته می‌شود، این مواد بر اثر عواملی چون حرکت مولکولی، تلاطم و توزیع غیر یکنواختی سرعت، در کل مقطع جریان توزیع می‌شوند. در طرح‌های متعدد کاهش این طول یکی از اهداف است که برای رسیدن به آن روش‌هایی مختلف وجود دارد که یکی از آنها افزایش ضریب اختلاط عرضی ­است. در این مطالعه، اثر کاربرد صفحات مستغرق، سازه­هایی مستطیلی در بستر کانال با زاویه‌ای مشخص نسبت به جریان، در افزایش ضریب اختلاط عرضی در فلوم مستطیلی مستقیم بررسی شده است. آزمایش ها در چهار دبی متفاوت در حالت با و بدون سازه اجرا شده است. محلول نمکی، به­عنوان مادۀ ردیاب، از مرکز کانال با دبی ثابت وارد شد و میزان شوری جریان در چهار ایستگاه در پایین­دست محل ردیاب به کمک سنسورهای ECسنج برداشت گردید. نتایج بررسی نشان داد که صفحات مستغرق نصب شده، ضریب اختلاط عرضی را در دبی های مختلف از  5/1 تا 7/1 برابر افزایش می­دهند. بررسی­ها همچنین نشان می­دهد افزایش دبی در حالت شاهد ضریب اختلاط عرضی را 4/2 برابر و افزایش دبی در حالت با سازه ضریب اختلاط عرضی را تا 5/2 برابر افزایش می­دهد. به­طور کلی نتایج نشان­دهنده تأثیر قابل توجه صفحات مستعرق بر ضریب اختلاط عرضی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Variation of Transverse Mixing Pollutants in a Straight Channel with and without Submerged Vanes

نویسندگان [English]

  • nilufar kianersi 1
  • mahmood shafai bejestan 2
1 master student of water structure in shahid chamran university of ahvaz
2 professor Dept of hydraulic structure college of water science engineering shahid chamran university ahwaz iran
چکیده [English]

By entery of pollutants into the canals and rivers along a certain distance (Mixing length), the pollution due to factors such as the molecular motion, turbulence and vertical distribution of flow velocity are distributed throughout all the cross sections. There are several techniques to achieve this goals including increasing  cross-mixing. In this study, the application of submerged vanes mounted on the bed of the channel at a certain angle for the purpose of increasing the transverse mixing in a straight rectangular flume was investigated. The experiments are conducted for four different flow conditions including with and without structure. Salt solution as a tracer, was entered to the center of the flume with constant flow rate. The concentration of tracer in four stations downstream of tracker, were measured with EC meter. The results showed that the mounted submerged vanes caused an increase in transverse mixing coefficient of about 1.5 to 1.7 times as compared with the case of no vane. Also, it was found that increasing the rate of flow discharge in case of no vane caused an increase in the transverse mixing coefficient of  about 2.4 times. Similarly, an increase   in the rate of flow discharge with structure caused the increase in the transverse mixing coefficients of about 2.5 times. Generally, the results showed that submerged vanes were very effective on Transverse mixing coefficients.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Submerged Vanes
  • Transverse Mixing Coefficients
  • Turbulence

Baek, K­­­. H. and ­­­­Seo, I. W. 2011. Transverse dispersion caused by secondary flow in curved channels. J. Hydraul. Eng. 137(10): 1126-1134.

 

Fischer, H. B., List, E. J., Koh, R. C. Y., Imberger, J. and Brooks, N. H. 1979. Mixing in Inland and Coastal Waters. Academic Press.

 

Ghasemi, M., Heidarpour, M. and Esmailzade, M. 2012. Dune crown height ratio due to transverse mixing in a rectangular canal, The First International Conference and the Third National Conference on Dams and Hydroelectric Power Plants. Feb. 8-9. Tehran, Iran. (in Persian)

 

Hamidifar, H., Omid, M. H. and Keshavarzi, A. 2015. The effect of vegetation submerged and non-submerged flood zone transverse mixing ratio. Hydraul. Sci. J. 1, 13-23. (in Persian)

 

Boxall, J. B., Guymer, I. and Marion, A. 2003. Transverse mixing in sinuous natural open channel flows. J. Hydraul. Res. 41(2): 153-165.

 

Okoye, J. K. 1970. Characteristics of transverse mixing in open channel flows. Report No. KH-R-23 W. M. Kech Laboratory of Hydraulics and water Resources. California Institute of Technology. Pasadena, California.

 

Pour-Abadei, M. 2008. The effect of local roughness coefficient incorporation of cross-contamination in a rectangular canal. M. Sc. Thesis. Department of Irrigation and Reclamation Engineering. Tehran University, Tehran, Iran. (in Persian)

 

Prych, E. A. 1970. Effects of density differences on lateral mixing in open channel flows. Report No.
KH-R-21. California Institute of Technology. Pasadena, California.

 

Saadatpour, A., Heidarpor, M., and Tabatabai, H. 2011. Choosing the right method for reducing the thorough mixing of rectangular flume. J. Water Res. 9, 12-18. (in Persian)

 

Sharma, H. and Ahmad, Z. 2012. A new technique for enhancing transverse mixing of pollutants in streams. Proceeding of the International Conference on Environmental Research (ICER). Nov. 22-24. University of Terrenganu, Kuala Terrenganu, Malaysia.

 

Shafai-Bejestan, M. 2012. River Training and Sediment Management with Submerged Vanes. Shahid Chamran University Press. Ahvaz, Iran. (in Persian)