بررسی تاثیر تعداد صفحات مستغرق بر ضرایب اختلاط عرضی در کانال مستطیلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد، گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

 از مشخصه‌های جریان روباز در کنترل آلودگی، ضرایب پخشیدگی هستند. افزایش این ضرایب عامل رقیق‌سازی و افزایش تبادل مواد با جریان و به‌طور کلی باعث کاهش طول اختلاط کامل می‌شود. برای افزایش اختلاط عرضی و کاهش طول اختلاط روش‌های مختلفی وجود دارد که در این طرح از صفحات مستغرق با تعداد متغییر در عرض فلوم استفاده ‌شد. آزمایش‌ها ﺩﺭ ﮐﺎﻧﺎﻟﻲ شیشه‌ای ﺑﻪ ﻃﻮﻝ 15 متر ﻭ ﻋﺮﺽ 80 سانتی‌متر و ﺍﺭﺗﻔﺎﻉ 80 سانتی‌متر در 5 حالت مختلف بدون وجود صفحات و باوجود صفحات مستغرق (3 تایی، 5 تایی، 7 تایی، 9 تایی) در شرایط جریان ثابت انجام گرفت. با تزریق محلول سدیم­کلرید به‌عنوان ماده ردیاب از مرکز کانال (با دبی ثابت) به کمک دستگاه EC سنج، میزان EC در 4 مقطع پایین‌دست محل استقرار صفحات مستغرق اندازه‌گیری شدند و نتایج آزمایش‌ها در سناریوهای مختلف باهم مقایسه شدند. این نتیجه حاصل شد که وجود صفحات مستغرق 7 تایی بیش­ترین تاثیر را روی ضریب اختلاط عرضی دارد به­طوری­که در این حالت ضریب 8/1 برابر حالت بدون وجود سازه تعیین شد. همچنین صفحات مستغرق باعث کاهش طول اختلاط کامل می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the Effect of Number of Submerged Vanes on Transverse Mixing Coefficient in a Rectangular Channel

نویسندگان [English]

  • yasaman beladi 1
  • mahmood Shafai Bejestan 2
1 Student of Water Structures Engineering. Department of Water Structures, Shahid Chamran University of Ahwaz, Iran
2 Professor, Department of Water Structures, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
چکیده [English]

One of the characteristics of the open channel in controlling of the pollutants are the dispersion coefficients. These coefficients are the main factor for diluting and increasing the exchange of pollutants with flow which in general reduces the mixing length. To increase the transverse coefficient and so reducing the mixing length many techniques have been applied and in this study the submerged vanes are used with variable numbers in flume widths.Tests are carried out at a glass wall rectangular channel with length 0f 15 m, 80 cm wide and 80 cm in Height in 5 different scenarios of without submerged vanes and with vanes in different number (3, 5, 7 and 9 vanes) and constant flow condition. The sodium chloride was injected in the channel center in constant discharge as tracer. The electric conductivity of the flow was measured by special instrument at four cross sections downstream of the vanes and the results are compared. The results show that generally the vanes are distribute the tracer across the section in a shorter length and the scenario with 7 vanes are more effective in which the transverse coefficient are 1.8 times with the case of no vanes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mixing length
  • Submerged vanes
  • Transverse mixing coefficient

حمیدی­فر.ح.، امید.م.ح.، کشاورزی.ع. 1394. بررسی اثر پوشش گیاهی مستغرق و غیرمستغرق پهنه سیلابی بر ضریب اختلاط عرضی آلاینده‌ها. مجله علمی پژوهشی هیدرولیک. 10 . 1: 13-23.

سعادت­پور.ع.، حیدر­پور.م.، پور­آباده‌ای.م. 1387. بررسی تاثیر فاصله زبری موضعی از محل تزریق آلودگی بر ضریب اختلاط عرضی و طول اختلاط در کانال مستطیلی. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز. دانشکده مهندسی علوم آب.

سعادت­پور.ع.، حیدرپور.م.، پورآباده‌ای.م. 1387. بررسی تغییرات نسبت عرض به عمق بر ضریب اختلاط عرضی. هفتمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشگاه صنعت آب و برق.

سعادت­پور،ع. 1387. بررسی تاثیر زبری موضعی بر ضریب اختلاط عرضی در یک کانال باز مستطیلی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. ایران. دانشگاه صنعتی اصفهان. دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی.

سوزه­پور.ع.، شفاعی بجستان.م.، قدو.ی. 1392. بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در قوس 90 درجه تند کانال مستطیلی. دانش آب ‌و خاک. 23 . 2: 257-268.‎

شفاعی بجستان،م. 1391. اصلاح رودخانه و مدیریت رسوب توسط صفحات مستغرق، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، دانشگاه شهید چمران، 308 صفحه.

قاسمی.م.، حیدرپور.م.، افضلی­مهر.ح.، خوش‌روش.م. 1390. اﺛﺮ برهم‌کنش پوشش گیاهی و شکل بستر بر ضریب اختلاط ﻋﺮﺿﻲ در یک کانال ﻣﺴﺘﻄﻴﻠﻲ. دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشگاه گیلان.

قاسمی.م.، حیدرپور.م.، اسماعیل‌زاده.م.1390. اﺛﺮ ارتفاع ﺗﺎج ﺗﻠﻤﺎﺳﻪ ﺑﺮ ﺿﺮﻳﺐ اﺧﺘﻼط ﻋﺮﺿﻲ در ﻳﻚ ﻛﺎﻧﺎل ﻣﺴﺘﻄﻴﻠﻲ. اولین کنفرانس بین‌المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه‌های برقی.

محمودیان شوشتری،م. 1387. اصول جریان در مجاری روباز، جلد دوم، صفحه 751-806. فصل 15. پخشیدگی و پراکندگی در مجاری باز. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، دانشگاه شهید چمران.

 

Engmann,J.E.O and Kellerhals,R. 1974. Transverse mixing in an ice‐covered river. Water Resources Research. 10.4:775-784.

Engmann,E.O. 1986. Effect of Channel Bends on Transverse Mixing. Nigerian Journal of Technology. 10 : 57-72

Fischer,H.B., List,E.J., Koh,R.C.Y., Imberger,J and Brooks,N. 1979. Mixing in inland and coastal waters Academic Press. New York. 229-242.

Goudarzi,H., Brahmand.N., Jael.A. 2015. Estimation of Transverse Mixing Coefficient in Rivers and Experimental Flume.International Research Journal of Applied and Basic Sciences. 9.2: 172-180.

Lau,Y.L., Krishnappan,B.G. 1977. Transverse dispersion in rectangular channels. Journal of Hydraulics Division. 103: 1173-89 .

Marelius,F., Sinha,S.K. 1998. Experimental investigation of flow past submerged vanes. Journal of hydraulic engineering. 124.5:542-545.

Okoye,J.K. 1970. Characteristics of transverse mixing in open-channel flows.

Perucca, E., Camporeale, C., and Ridolfi, L. (2009). Estimation of dispersion coefficient in rivers with riparian vegetation. Advances in Water Resource, 32:78-87.

Rutherford,J. 1994. River mixing. John Wiley and Sons, England, 347pp.

Sharma,H and Ahmad,Z. 2012. A new technique for enhancing transverse mixing of pollutants in streams. In International Conference on Environmental Research (ICER-2012), University of Terrenganu, Kuala Terrenganu, Malaysia.

Tabatabaei,S.H., Heidarpour,M., Ghasemi,M and Hoseinipour,E.Z. 2013. Transverse Mixing Coefficient on Dunes with Vegetation on a Channel Wall. p. (1903-1911). In World Environmental and Water Resources Congress.

Zebardast S., Tabatabaei.S.H., Abbasi,F., Heidarpour,M., Gualtieri,C., Hosseinipour,E.Z and Asgari,K. 2015. Analysis of complete mixing length in a non-rectangular channel. P. (1998-2003). In World Environmental and Water Resources Congress.