بررسی تاثیر شرایط جت مستغرق در رقیق سازی و دفع پساب و زهاب در منابع پذیرنده با استفاده از مدل فیزیکی

امروزه با توجه به افزایش سطح اراضی کشاورزی و روند رو به رشد صنایع، شاهد افزایش حجم زهاب و پساب می‎باشیم. با توجه به اینکه رودخانه‎ها، تالاب‎ها و سواحل دریا بعنوان منابع پذیرنده زهاب و پساب تولید شده در اثر فعالیت‎های کشاورزی و صنعتی و شهری می‎باشند، جهت حفظ شرایط کیفی و زیست محیطی و توریستی این اماکن، نیاز به بکارگیری روش‎های مناسب دفع پساب و زهاب می‎باشد. دفع ثقلی زهاب و پساب در منابع پذیرنده کم عمق در مقادیر کوچک بصورت سنتی مرسوم می‎باشد، اما در این روش اختلاط اولیه زهاب و پساب دفع شده با منبع پذیرنده بسیار کم می‎باشد و سیال دفعی در اثر غلظت بیشتر نسبت به سیال پذیرنده، به سمت بستر و کناره‎های منبع پذیرنده حرکت کرده و سطوح اختلاط آنها کاهش می‎یابد. این موضوع باعث تاثیرات نامطلوب بر محیط زیست آبی در نواحی دفعی می گذارد. در این تحقیق با توجه تاثیر مستقیم مشخصات اصلی تراژکتوری جت های چگال مستغرق مایل بر مقدار رقیق سازی آنها، به بررسی این مشخصات در منبع پذیرنده ساکن پرداخته شده است. همچنین تاثیر جریان منبع پذیرنده بر مشخصات تراژکتوری نیز جهت بررسی های تکمیلی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس آزمایشات در سه پروفیل جریان منبع پذیرنده ساکن (پروفیل0) سیال پذیرنده با جریان 1 سانتیمتر در ثانیه (پروفیل1) و سیال پذیرنده با جریان تقریباً 2 سانتیمتر در ثانیه (پروفیل2) انجام شده است. همچنین در بخشی مجزا به بررسی تغییرات شوری منبع پذیرنده در اثر جریان جت چگال پرداخته شده است. این آزمایشات در بازه عدد فرود چگال 20fr< انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که میانگین پارامترهای بدون بعد zt/frd، xt/frd و xr/frd برای اعداد فرود چگال 20fr<، به ترتیب 17، 19 و 22 درصد بزرگتر از بزرگترین میانگین پارامترهای مذکور در تحقیقات انجام شده در اعداد فرود چگال 20fr> بوده است. از آنجا که اثر پارامتر بدون بعد مانند چگالی اضافی نسبی و پارامترهایی مانند قطر نازل و سرعت اولیه در عدد فرود لحاظ شده است برای ارائه مدل های تخمین پارامترهای مهم تراژکتوری از عدد بدون بعد fr و ? استفاده شده است. بر اساس محاسبات rmse معادلات توسعه جریان جت با دقت قابل قبولی (در حدود 03/0 تا 06/0) قادر به پیش بینی جریان می باشند. نتایج مدل ریاضی در مورد رقیق سازی سیال جت نشان می دهد که بیشترین مقدار رقیق سازی در نقطه اوج، در زاویه 60 درجه اتفاق می افتد. این درحالیست که در نقطه برگشت تراژکتوری بیشترین مقدار رقیق سازی در زاویه 45 درجه اتفاق می افتد. نتایج حاصل از پروفیل‎های سرعت جت در مقاطع مختلف، توزیع نرمال سرعت در مقطع جت را تائید می‎کند و همچنین نشان می‎دهد که جت 45 درجه دارای مقطع عرضی وسیع تری نسبت به جت‎های 30 و 60 درجه می‎باشد و این نتیجه تائیدی بر رقیق سازی بیشتر در جت 45 درجه می‎باشد. در پایان، بررسی کیفی منبع پذیرنده نشان داد که بیشترین مقدار رقیق شدگی در بستر منبع پذیرنده در زمان 3 دقیقه پس از شروع آزمایش در عدد های فرود یکسان، مربوط به زوایای 30 و 45 درجه می باشد.