مدل سازي فرايند تبخير سطحي آب در سد هاي آبي با استفاده از CFD (مطالعه موردي سد اميركبير كرج)

(Modeling of Surface Evaporation of Water in Hydro Dams Using CFD (Case Study: Amirkabir Dam

استفاده بهينه از منابع آب موجود به علت هزينه هاي بالاي تامين آب ناشي از افزايش جمعيت و مسئله گرم شدن كره ي زمين ضروري مي باشد. پژوهشگران حوزه محيط زيست بر اين ادعا هستند كه سدسازي به علت محبوس كردن آب در پشت سدها نه تنها كمكي براي غلبه بر كمبود آب نكرده است بلكه عاملي تشديد كننده در جهت سرعت خشكسالي مي باشد. در اين پژوهش با استفاده از CFD پديده تبخير سطحي از سد امير كبيربه عنوان مطالعه موردي در طول يكسال آبي مورد مطالعه قرار گرفت. براي مدل سازي از قانون هاي حاكم در پديده انتقال ، معادله هاي ناويراستوكس و مدل VOF استفاده شد. در گام هاي زماني 0/001 و 0/00001 ثانيه و در ضخامت لايه مرزي از 0/01 تا 0/06 متر پارامترهاي تاثيرگذار در تبخير سطحي مورد بررسي قرار گرفت. داده هاي به دست آمده از مدل محاسباتي شامل اثر دما، شار گرمايي، نرخ انتقال جرم در فصل مشترك گاز ـ مايع، سرعت باد؛ ميزان كل آب تبخير شده( روزانه؛ ماهانه؛ ساليانه)در سامانه مكعبي به دست آمد. داده هاي توليد شده شبيه سازي ازروش CFD با داده هاي تجربي به دست آمده از سد كرج مورد مقايسه قرار گرفت كه همپوشاني مناسبي بين آن ها ديده مي شود. همچنين پروفيل دما و نرخ انتقال جرم در سطح آب مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه هايبه دست آمده از شبيه سازي نشان مي دهد كه تبخيرسطحي عامل تاثير گذاري براي كاهش ارتفاع سد و حجم آب ذخيره شده در درياچه پشت سد مي باشد.

Efficient use of water resources due to the high cost of water supply resulting from population increases and the warming of the earth is necessary. The researchers of environment believe that shutting the water off behind dams will decrease water level and also causing droughts.In this study، using the CFD method، surface evaporation of Amirkabir Dam as a case study during one aqueous year was studied. For modeling، heat، and mass transfer equations، Navies-Stokes equation and VOF model are used. Data from the model were compared with experimental results. So results confirmed that the proposed model is overlap. Also، temperature profile and mass transfer rate of water level were evaluated. The results of the simulation show that surface evaporation is effective factors for reducing the height and water level behind dams