مطالعه تاثیر شکست شیب بر خصوصیات جریان غلیظ

در این تحقیق سعی شد تا با ایجاد شکست شیب بستر به بررسی تغییرات ایجاد شده در اثر جریان غلیظ بر روی خصوصیات جریان ورودی پرداخته شود. در این راستا، با ساخت یک مدل فیزیکی(کانالی به طول 8 متر، عرض 5/0 متر و ارتفاع 8/0 متر) اثر شیبهای متفاوت، تغییرات دبی و غلظت جریان غلیظ ورودی بر مشخصه های جریان غلیظ بررسی گردید. بررسی پروفیل های بی بعد سرعت نشان داد که صرف نظر از شرایط مختلف، می توان پروفیل واحدی را برای سرعت در ناحیه زیرین و فوقانی ترسیم نمود. ضمنا سرعت بیشینه جریان در جریان های فوق بحرانی نسبت به جریان های زیر بحرانی در مکانی نزدیکتر از نظر ارتفاع نسبی به بستر اتفاق می افتد. بیشترین تغییرات سرعت و ارتفاع نیز در ناحیه شیبدار رخ داده، به نحوی که ارتفاع و سرعت متوسط جریان به ترتیب تا بیش از 3.5 و 1.6 برابر نسبت به مقطع قبل از شیب بدست آمد. نتایج نشان داد، میزان شدت اختلاط علاوه بر عدد ریچاردسون (که در محدوده 0.4 تا 8 متغیر بود) به نسبت ارتفاع آب مخزن به عمق جریان غلیظ( ) نیز حساسیت زیادی دارد. شدت اختلاط در محدوده ، با افزایش این نسبت افزایش یافته و در نسبت های روند مشخصی ندارد. ضمنا جهت برآورد میزان شدت اختلاط یک رابطه نمایی جدید با متغیرهای مستقل عدد ریچاردسون و نسبت پیشنهاد شده است. مقایسه نتایج این رابطه با داده های برداشت شده از دقت خوبی در برآورد شدت اختلاط برخوردار است. بدلیل تغییر رژیم جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی، در برخی از آزمایش های این تحقیق پرش هیدرولیکی اتفاق افتاد. نتایج نشان داد افزایش دبی جریان ناشی از آشفتگی پرش هیدرولیکی در محدوده 4 تا 24 درصد متغیر بود. ارتفاع جریان بدلیل وقوع پرش از 9 تا 50 درصد افزایش نشان داد. داده های مشاهده شده، نسبت اعماق مزدوج پرش را در برخی موارد بیشتر و در برخی موارد نیز کمتر از مقادیر محاسبه شده از طریق حل تحلیلی نشان داد، به نحوی که اختلاف داده های محاسباتی و مشاهده ای در محدوده 3/31- تا 4/19 درصد متغیر است.