بررسی جریان آشفته درون محیط های متخلخل سنگریزه ای تحت فشار

بمنظور بررسی رفتار جریان درون مصالح سنگریزه ای تحت فشار و تعیین تفاوت یا تشابه جریان در این حالت با جریان آزاد درون این مصالح آزمایش هایی بر روی شش نمونه ذرات سنگریزه ای با اندازه های 83/2 تا 8/56 میلی متر با استفاده از دو مدل فیزیکی استوانة آزمایش (برای بررسی جریان تحت فشار) و کانال آزمایشگاهی (برای بررسی جریان آزاد)، صورت گرفت. با مقایسة نتایج مربوط به جریان درون هر دو مدل مشخص گردید که؛ با افزایش میزان فشار اولیه در آزمایش های جریان تحت فشار، به ازای یک سرعت یکسان، میزان افت انرژی در نمونه ها، بیشتر از نمونه های درحالت جریان آزاد می باشد. همچنین با مقایسة نتایج آزمایشگاهی با روابط ارائه شده توسط استفنسون(1979) و فلتون و هره را(1991)، مشاهده شد که نتایج مربوط به جریان درحالت آزاد با این منحنی ها تطابق خوبی داشته، درحالی که داده های مربوط به جریان تحت فشار، مقادیر فاکتوراصطکاک بیشتری را نسبت به این منحنی ها نتیجه می دهند. نتایج آزمایش ها همچنین نشان داد که شکل منحنی های فاکتور اصطکاک - عدد رینولدز برای رینولدزهای کمتر از 200 و بیشتر از 200 در جریان تحت فشار با یکدیگر متفاوت بوده، بطوریکه می توان نتایج را به دو بخش جداگانه برای محدودة رینولدزهای ذکر شده تقسیم نمود. با توجه به تفاوت رفتار جریان تحت فشار درون لولة آزمایش با جریان آزاد درون کانال آزمایشگاهی، دو رابطة جداگانه برای ارتباط گرادیان هیدرولیکی با سرعت و دبی تراوش در جریان درون لایه های درشت دانة تحت فشار در محدودة رینولدزهای ذکر شده بدست آمد ونتایج با آزمایش های انجام شده برروی ذراتی با اندازة 1/7 میلی متر، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از روابط بدست آمده تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. انتظار می رود از نتایج این تحقیق و روابط بدست آمده بتوان در جهت تعیین پارامترهایی از قبیل دبی تراوش و گرادیان هیدرولیکی جریان درون لایه های درشت دانة تحت فشار در محدودة اندازة ذرات و رینولدزهای ذکر شده استفاده کرد.