طراحی نازل ها و آزمون ویژگی های باران در شبیه ساز فرسایش و رسوب

شبیه ساز باران یکی از بنیادی ترین ابزارهای تحقیقاتی در مطالعات مربوط به فرسایش و فرآیندهای مربوط می باشد. از این رو تلاش های متعددی در زمینه ی طراحی، ساخت و واسنجی باران سازهای مختلف، متناسب با نیاز تحقیقاتی و شرایط اقلیمی در جهان انجام پذیرفته است. حال آن که استفاده از آن ها به سبب هزینه ی زیاد و یا متفاوت در شرایط کاربرد همواره دچار مشکل بوده است. لذا ساخت و طراحی شبیه ساز مناسب برای شرایط حاکم بر کشور با قابلیت کاربرد زیاد ضروری است. در همین راستا در پژوهش حاضر اقدام به شبیه سازی بارانی متناسب با شرایط اقلیمی استان مازندران در آزمایشگاه بزرگ شبیه ساز باران تحت فشار دانشگاه تربیت مدرس با سه پلات 6 در1 متر، شیب قابل تنظیم و حداقل ارتفاع بارش 4 متر گردید. در همین خصوص بنابراین به منظور انتخاب نازل مناسب با قابلیت دسترسی، نصب و کاربرد آسان، بررسی-های گسترده ای در زمینه ی نازل های مورد استفاده در سایر شبیه ساز های موجود و خصوصیات هر یک از آن ها و هم چنین یافتن جایگزینی مناسب با قابلیت دسترسی بیش تر انجام گرفت. هم چنین با بررسی ساختار درونی انواع مختلف نازل های در دسترس، اقدام به طراحی و ساخت نازل مناسب جهت شبیه سازی باران گردید. در نهایت نازل طراحی شده زائده دار با کد قراردادی apd4 به عنوان مناسب ترین نازل انتخاب و آزمون های خصوصیات باران شبیه سازی شده از طریق ثبت تصاویر سرعت بالا و ظروف متناسب جمع آوری کننده و هم چنین آزمون های یک-نواختی برای تک نازل و ترکیب مختلف مجموعه نازل ها در فشارهای مختلف انجام گرفت. محدوده قطری، سرعت و زاویه ی برخورد قطرات شبیه سازی شده در این پژوهش به-ترتیب کم تر از 5/0 تا 7/4 میلی متر، 8/4 تا 9 متر بر ثانیه و 89 درجه ثبت گردید. نتایج حاصل از طراحی و چینش شبکه نازل ها حاکی از قابلیت شبیه سازی دامنه شدت های 30 تا 120 میلی متر در ساعت با ضریب یک نواختی 80 تا 95 درصد در کل سطح 42 متر مربعی از طریق ترکیب 27 نازل فعال و غیر فعال و هم چنین تغییر دامنه ی فشار بهینه (10 تا 50 کیلوپاسکال) بود.