انتخاب روش مناسب براي كاهش طول اختلاط كامل در جريان آشفته در كانال مستطيلي

Determination of complete mixing length in a rectangular flume

ضريب اختلاط عرضي يكي از پارامترهاي هيدروليكي جريان است كه با آن مي توان مقدار خودپالايي رودخانه ها را تخمين زد. هدف اين تحقيق، بررسي تاثير تغييرات نسبت عرض به عمق بر ضريب اختلاط عرضي است. آزمايش ها در كانالي شيشه اي به طول 7 متر، عرض 32/0 متر و ارتفاع 35/0 متر اجرا شد كه با دو پمپ با حداكثر دبي 4/16 ليتر در ثانيه تغذيه مي شد. جريان به صورت يكنواخت بود و عمق جريان با دريچه كنترل در پايين دست كانال كنترل مي باشد. پس از حصول جريان توسعه يافته در كانال، محلول كلريد سديم با غلظت 25 گرم در ليتر به عنوان ماده ردياب استفاده شد. غلظت ها در 4 مقطع در طول كانال و در هر مقطع در 27 نقطه اندازه گيري شد. ضريب اختلاط عرضي با استفاده از روابط ساده شده معادله بقاي جرم، براي نسبت هاي مختلف عرض به عمق بررسي شد. نتايج نشان داد كه با افزايش نسبت عرض به عمق از 8/2 به 69/5، انتقال از طريق جريان هاي ثانويه افزايش مي يابد. در نتيجه در سرعت ثابت 33/0 متر مربع بر ثانيه، مقدار ضريب بي بعد اختلاط عرضي با افزايش عمق جريان از 621/5 به 4/11 سانتي متر براي كانال مورد نظر از 04945/0 به 0121/0 كاهش -يافت.

Transverse mixing coefficient is one of the hydraulic parameters of flow by which the amount of self-refinement and dilution of river water can be estimated. In this research, the effect of variations of width to depth ratio on the transverse mixing coefficient was studied. Experiments were carried out in a straight rectangular flume of 7 m length, 0.32m width and 0.35m height. The maximum flow rate was 16.4 lit/s. Water was circulated in the channel, the flow was uniform and the depth of water was controlled with a gate way. A tracer was continuously injected with a constant head into the center of the flume. Dye concentration was measured at 4 different downstream locations from the injection point; Twenty seven points were measured and dimensionless transverse mixing coefficient was determined. The results showed that increasing the width to depth ratio from 2.8 to 5.69, the transition by secondary flow increased. Accordingly, in constant velocity of 0.33m2/s, transverse mixing coefficient decreased from 0.049 to 0.012 by increasing the depth from 5.6 to 11.4 cm.