تاثير جريان محيط بر رفتار پساب چگال تخليه‌ شده در محيط آبي

Influence of ambient flow on the behavior of dense effluent discharged into the water environment

با توجه به محدوديت منابع طبيعي آب شيرين و افزايش جمعيت در دهه‌هاي گذشته، بشر براي پر كردن فاصله بين عرضه و تقاضا به احداث كارخانه‌هاي آب‌ شيرين‌كن روي آورده است. مهم‌ترين مشكل زيست‌ محيطي كارخانه‌هاي آب‌ شيرين‌كن توليد پساب با غلظت بالاي نمك است كه اين پساب‌ها به صورت مستقيم به محيط دريا تخليه مي‌شوند. عوامل مختلفي در ميزان رقيق‌سازي پساب تخليه‌ شده تاثيرگذار است كه يكي از مهم‌ترين اين عوامل جريان محيط است. در اين تحقيق با استفاده از مدل انتگرالي CorJet، به بررسي ميزان تاثيرگذاري سرعت و جهت جريان محيط بر جهت و طول مسير حركت پساب در حالت جت و پلوم و ميزان رقيق‌سازي پساب پرداخته مي‌شود. جهت و مقدار سرعت جريان محيط پويا بر ديناميك، غلظت و اختلاط پساب تخليه ‌شده تاثيرگذار ميباشد. بيشترين تاثير جريان محيط بر رفتار پساب براي حالتي است كه سرعت جريان محيط بيشتر از سرعت پساب باشد. در اين صورت پساب به صورت كامل توسط جريان محيط از مسير اصلي خود منحرف مي‌شود. طبق نتايج، در تخليه پساب چگال در محيط پويا هر چه زاويه تخليه ‌كننده نسبت به افق بيشتر باشد پساب مسافت بيشتري را در محيط پذيرنده طي مي‌كند و به دنبال آن ميزان رقيق‌سازي افزايش مي‌يابد. در محيط پويا زاويه تخليه 90 درجه بهينه‌ترين حالت تخليه پساب چگال است و بيشترين ميزان رقيق‌سازي را دارد. از طرف ديگر، با افزايش زاويه بين جهت تخليه پساب و جريان محيط (180<ϕ<0)، طول مسير حركت پساب در حالت جت، فاصله افقي نقطه برخورد پساب به زمين از تخليه‌ كننده و ميزان رقيق‌سازي پساب در نقطه برخورد به زمين كاهش مي‌يابد.

Due to the limitation of natural freshwater resources and population growth in recent decades, human has turned to the development of water desalination plants to fill the gap between supply and demand. The most important environmental problem of desalination plants is the production of brine (containing a high concentration of salt) that is discharged directly into the sea. Various factors affect the dilution rate of discharged effluent, one of the most important of which is the ambient flow. In this study, using CorJet integral model, the effect of ambient flow velocity on the characteristics of jets and plumes and their dilution rates are investigated. The direction and magnitude of the ambient flow affect the mixing of the discharged effluent. This effect is the greatest when the ambient flow velocity is higher than the discharged effluent velocity. In this case, the effluent is completely diverted from its original path and advected in the direction of the ambient flow. In the presence of ambient flow, the greater the discharge angle relative to the horizon, the greater the effluent trajectory length and dilution rate. Furthermore, the discharge angle of 90° results in the highest dilution rate of effluents when the ambient flow is present. When the angle between the effluent discharge and the ambient flow (0 <ϕ <180) increases, the jet trajectory length, the horizontal distance from the discharge point to where the effluent impacts the ground, and the effluent dilution rate decrease.