خصوصيات جريان در تخليه سطحي فاضلابهاي سنگين در پيكره‌هاي آبي ساكن و لايه‌بندي نشده

Flow Characterization Dilution in Surface Discharge of Negatively Buoyant Flow in Stagnant and Non-Stratified Water Bodies

در اين مقاله نتايج مشاهدات آزمايشگاهي انجام شده به‌منظور تعيين مشخصات جريان در تخليه سطحي فاضلابهاي سنگين از كانال‌هاي مستطيلي در محيط‌هاي ساكن و غيرلايه‌بندي شده، ارايه گرديد. در تحقيق حاضر، رفتار هندسي جريان از طريق شبيه‌سازي فرايند تخليه در اتاق تاريك، ثبت شد و از طريق پردازش رقومي تصاوير به‌دست آمده، مورد بررسي قرار گرفت. در اين آزمايش‌ها همچنين براي اندازه‌گيري ميزان ترقيق، از نتايج حسگرهاي الكتروشيميايي هدايت الكتريكي كه در امتداد مسير جانمايي شده‌ بودند، استفاده شد. به اين ترتيب، علاوه بر مشخصات هندسي جريان، رفتار اختلاطي آن نيز تعيين و در قالب مجموعه‌اي از گراف‌هاي بي‌بعد ارايه گرديد. پروفيل‌هاي غلظت، مسير خود همسان جريان، تغييرات عرض و ميزان ترقيق جريان در امتداد مسير آن، از جمله پارامترهايي هستند كه در اين مقاله مورد بررسي قرار گرفتند. با توجه به خاصيت خود همساني جريان در محيط‌هاي پذيرنده، الگوهاي مشاهده شده از مشخصات جريان، از طريق تقسيم بر مقياسهاي طولي جت به پلوم به‌دست آمده براي هر آزمايش، نرمال گرديد. پارامترهاي به‌دست آمده با قرارگرفتن بر روي يكديگر، رفتار عمومي جريان در محيط پذيرنده را نشان مي‌دهند. نتايج به‌دست آمده در نهايت به‌منظور به‌دست آوردن تصويري مناسب از فرايند تخليه با مشاهدات آزمايشگاهي ساير محققان در حالت تخليه‌ مستغرق فاضلابهاي سبك مقايسه گرديد. بررسي مقايسه‌اي رفتار جريان در اين دو حالت بيانگر آن است كه علي‌رغم الگوي رفتاري مشابه، به‌دليل تاثير سطح آزاد محيط، مشخصات جريان در تخليه‌هاي سطحي و مستغرق تاحدي متفاوت از يكديگر است. در اين حالت مسير حركت جريان داراي پيشروي افقي بيشتري نسبت به تخليه‌هاي مستغرق بوده و شيب تغييرات عرض و ترقيق جريان نيز متفاوت از حالت مستغرق است.

In this study the results of the experiments conducted in surface discharge of negatively buoyant flows in stagnant and non-stratified body are presented. Geometrical behavior of flow have been studied by simulating of discharged in a dark room and digital possessing of the photos. To determine the mixing behavior of flow the data obtained from 20 conductivity probes located along the trajectory of flow were utilized. Flow concentration profiles, flow self similar trajectory, variation in flow width and changes in flow dilution are the flow characteristics that were studied here. Regarding flow self similar properties the non dimensional behavior of flow will show similar behavior for different conditions of discharge. To have a comparative scale the experimental results were compared with the behavior that formerly reported for submerge horizontal discharges of positively buoyant flows. The analysis of flow behavior in these two discharges showed that despite the fact the flow general behavior is similar, geometric and mixing characteristics of flow in surface discharges are different from the those observed in submerge discharges. In surface discharges flow protrudes more in comparison to submerge discharges. The changes of flow width and dilution were also different from the one reported for submerge discharges.