بررسی جریان‌ آشفته درون محیط‌های متخلخل سنگریزه‌ای تحت فشار

بمنظور بررسی رفتار جریان درون مصالح سنگریزه‌ای تحت فشار و تعیین تفاوت یا تشابه جریان در این حالت با جریان آزاد درون این مصالح آزمایش‌هایی بر روی شش نمونه ذرات سنگریزه‌ای با اندازه‌های 83/2 تا 8/56 میلی‌متر 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 آزمایش‌های جریان تحت فشار، به ازای یک سرعت یکسان، میزان افت انرژی در نمونه‌ها، بیشتر از نمونه‌های درحالت جریان آزاد می‌باشد. همچنین با مقایسة نتایج آزمایشگاهی با روابط ارائه شده توسط استفنسون(1979) و فلتون و هره‌را(1991)، مشاهده شد که نتایج مربوط به جریان درحالت آزاد با این منحنی‌ها تطابق خوبی داشته، درحالی‌که داده‌های مربوط به جریان تحت فشار، مقادیر فاکتوراصطکاک بیشتری را نسبت به این منحنی ها نتیجه می‌دهند. نتایج آزمایش‌ها همچنین نشان داد که شکل منحنی‌های فاکتور اصطکاک - عدد رینولدز برای رینولدزهای کمتر از 200 و بیشتر از 200 در جریان تحت فشار با یکدیگر متفاوت بوده، بطوریکه می‌توان 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 لایه‌های درشت‌دانة تحت فشار در محدودة رینولدزهای ذکر شده بدست آمد ونتایج با آزمایش‌های انجام شده برروی ذراتی با اندازة 1/7 میلی‌متر، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از روابط بدست آمده تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهد. انتظار می‌رود از نتایج این تحقیق و روابط بدست آمده بتوان در جهت تعیین پارامترهایی از قبیل دبی تراوش و گرادیان هیدرولیکی جریان درون لایه‌های درشت‌دانة تحت فشار در محدودة اندازة ذرات و رینولدزهای ذکر شده استفاده کرد.