بررسي آزمايشگاهي الگوي جريان در قوس 90 درجه تند كانال مستطيلي

Experimental Investigation of Flow Pattern at a 90 Degree SharpRectangular Bend

در اين مطالعه سري آزمايش هايي در قوس 90 درجه ي تند با 2R/B= با عمق ثابت 17 سانتي متر در سه دبي 15، 25 و 35 ليتر بر ثانيه با اعداد فرود 17/0، 28/ و 4/0انجام گرفته است. با ايجاد شبكه‌ 60×12×4 (به ترتيب از راست به چپ در جهت طولي، عرضي و عمقي ) در محدوده‌ قوس مولفه‌هاي سه ‌بعدي سرعت در هر گره توسط دستگاه سرعت سنج ثبت گرديده و سرانجام توسط نرم افزارهايتك پلات و اكسل شكل ها و نمودارها ترسيم و تحليل گرديد. نتايج نشان مي-دهد كه با افزايش عدد فرود، شروع ناحيه جداشدگي جريان از ديوار داخلي در نيمه دوم قوس به طرف بالادست قوس پيشروي مي كند و توزيع تنش برشي كف دو ناحيه پرتنش يكي از موقعيت 10 تا 70 درجه نزديك ديوار داخلي و ديگري از موقعيت 80 درجه تا انتها ميدان داده برداري را نشان مي دهد و همچنين روند تغييرات قدرت جريان ثانويه در طول قوس، دو نقطه حداكثر مقدار قدرت يكي در موقعيت 50 درجه و ديگري در موقعيت 80 درجه را نشان مي دهد.

In this study a series of tests in a 90 degree sharp bend with R/B=2 and constant flow depth 17cm at three different flow discharges of 15, 25 and 35 lit/sec having Froude numbers of 0.17, 0.28 and 0.4 respectively are conducted. By applying a mesh with the nodes no. of 4*12*60(in depth, width and longitude) within the bend, the three components of flow velocity were measured at each node. The obtained data were plotted by Tecplot and were analyzed by Excel software. The results show that by increasing the Froude number, the initiation separation region from the inner wallbends at bend middle has been shifted to the upstream. Bed shear stress distribution show that it reaches to a maximum value at two locations: the first location is within 10-70 degree in inner wall and the second location is within 80 degree till the end of bend in outer wall. Computation of secondary flow strength show that its maximum magnitude happens at 50 degree (in inner bank) and 80 degree(in outer wall) locations.