بررسي آزمايشگاهي اثر تخلخل و زاويه موانع نفوذپذير بر رسوب گذاري جريان غليظ

Experimental Investigation Effect of the Porosity and Angle of Permeable Obstacles on Density Current Sedimentation

جريان سيلابي رودخانه ها اغلب از نوع جريان غليظ است. از اين رو، شناخت و بررسي اين جريان ها مي تواند بخشي از مسائل رسوب گذاري را بر طرف نمايد. در اين پژوهش، اثر تخلخل و زاويه موانع نفوذپذير بر كنترل و تله اندازي جريان غليظ در آزمايشگاه بررسي شده است. براي اين منظور، از يك پليمر نامحلول و معلق ساخته شده از پلي استايرن انبساطي (EPS) با چگالي 1/135 گرم در ليتر و متوسط قطر 1/15 ميليمتر استفاده شد. موانع از صفحات پلاكسي گلاس انتخاب شدند كه از دو نوع شياري و حفره اي با عرض شيارها و قطر حفره هايي برابر با 3 ميليمتر ساخته شدند. آزمايش ها با دو غلظت متفاوت (10 و 20 درصد)، پنج تخلخل و چهار زاويه ي مختلف انجام شد. نتايج نشان دادند كه با افزايش تخلخل، ميزان تله اندازي تا تخلخل بهينه روند كاهشي و سپس افزايشي دارد. بر اين اساس، تخلخل بهينه براي موانع حفره اي و موانع شياري به ترتيب 22 و 19 درصد به دست آمد. در همه ي آزمايش ها، تله اندازي حفره اي، با 0/13 و 0/14 درصد به ترتيب در غلظت هاي 10 و 20 درصد، بيشتر از شياري بود. علاوه بر اين، با افزايش زاويه، مقدار تله اندازي كاهش يافت و مقدار آن در شياري نسبت به حفره اي به ترتيب با ضريب همبستگي هايي برابر 0/961 و 0/937، بيشتر مشاهده شد. اثر عمده موانع، كاهش سرعت و ايجاد كندي جريان تشخيص داده شد كه متوسط سرعت در حفره اي 3/62 درصد بيشتر از شياري به دست آمد. بر مبناي نتيجه ها، در شرايط مشابه، همواره موانع حفره اي عملكرد بهتري از موانع شياري دارند

Flood flow in rivers is often of density current type. Hence, recognizing and exploring these currents can solve some problems of sedimentation. In this study, the effect of porosity and the angle of permeable obstacles on the control and trapping of density current have been investigated in the laboratory. For this purpose, an expanded polystyrene (EPS) polymer was used with 1.135 g/L density and average diameter of 1.15 mm. The experiments were carried out with two concentrations (10 and 20%) and 5 porosity and 4 angles. The obstacles were made of palsy glass plates and two types of groove and cavity with 8.2 mm width of the groove and the diameter of the cavity. The results showed that, with an increase in porosity ratio, the amount of trapping to optimum porosity decreases and then increases. The optimal porosity of the cavity and groove is 22 % and 19%, respectively. In experiments, the cavity trapping was observed more than the groove, in the concentrations of 10.20% it was 0.13 and 0.14%, respectively. In addition, with the increase of the angle, the amount of trapping has reduced and its value was observed in the groove more than the cavity. The correlation coefficient in the grooves and cavities was 0.996 and 0.937, respectively. The major effect of obstacles, reducing velocity and slowing flow were identified as the average velocity in the cavity was 62.3% higher than the groove. Accordingly, in the same conditions, the cavity obstacles have better performance than the groove obstacles.