نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

مطالعه آزمایشگاهی رفتار هیدرولیکی جت‌ مستغرق عمودی، تحت تاثیر نوع شکل‌گیری و عمق استغراق

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان
1 گروه مهندسی آب- دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان- ایران
2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان
3 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی ، دانشگاه تهران
چکیده
جریان جت‌های سیال مستغرق هم‌فاز با محیط، بطور عمومی تحت تاثیر پارامتر اصلی مومنتم تحلیل می‌شوند ولذا درتحلیل هیدرودینامیکی جریان آنها، مشابه عموم جریان سیال‌ها از رابطه اولر که بیان کننده روابط حاکم بر مومنتم جریان است استفاده می‌شود. از آنجایی که تغییرات سرعت جریان بیانگر میزان مومنتم آن است، پارامتر سرعت بایستی به عنوان یکی از پارامترهای اصلی در جریان جت‌ها بررسی شود. در جت‌های مستغرق به واسطه احاطه شدن جت توسط محیط هم‌فاز پیچیدگی‌هایی در معادله جریان بروز می‌نماید که شناخت آنها نیازمند مطالعه آزمایشگاهی است. در این تحقیق پروفیل‌های سرعت در جت جریان مستغرق عمودی رو به بالا و تحت تاثیر پارامترهای سرعت اولیه، نوع شکل‌گیری و عمق استغراق برروی دهانه جت مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کارکرد هندسه خروجی جت به شکل اثرگذاری بر محدوده میدان جریان در گستره، و تسریع در رسیدن به ناحیه توسعه‌یافتگی آن است. به همین ترتیب، با افزایش واگرایی دهانه جت مقادیر سرعت میانگین در مرکز توده جت با سرعت بیشتری نزولی خواهند شد. نتایج نشان داد با افزایش واگرایی دهانه خروجی جت جریان وارده، کاهش 32 درصدی در مقادیر میانگین سرعت متوسط در نقطه شکست هسته جت از زاویه 0 تا 11 درجه مشاهده شد. همچنین افزایش میزان عمق استغراق روی دهانه جت به‌واسطه تقابل تاثیر آن بر اینرسی حرکتی جت منجر به کاهش مقادیر سرعت میانگین شد. به نحوی که با افزایش 37 درصدی عمق استغراق روی دهانه جت، مقادیر سرعت متوسط در مرکز توده جریان جت در حدود 25 درصد کاهش نشان داد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Ahadian, J. (2012). The effect of converging angle on mixing length in submersible jets using physical and mathematical model. PhD Thesis, University of Shahid Chamran, Ahvaz, 196p.
Belatos, S. & Rajaratnam, N. (1977). Impingement Of Axisymmetric Developing Jets. Journal of Hydraulic Research, 15(4), 311-326.
Bollaert, E. & Schleiss, A. (2003). Scour of rock due to the impact of plunging high velocity jets Part I. Journal of Hydraulic Research, 41(5), 451-464.
Chuanming, D., Guoliang. Y., Huaixin, Z. & Minxi, Z., (2020). Scouring by submerged steady water jet vertically impinging on a cohesive bed. Ocean Engineerin., 196, 106781, https://doi.org/10.1016/ j.oceaneng.2019.106781.
Ervin, D.A., Falvey, H.T. & Withers, W. (1997). Pressure fluctuation on plunge pool floors. Journal of Hydraulic Research, 35(2), 257-279.
Ervin, D.A. & Falvey, H.T. (1987). Behavior of Turbulent Water Jets in The Atmosphere and in Plunge Pools. Proc. Instn Civ. Engrs, Part 2, 1987, 83, Mar., 295-314.
Fathi-moghadam, M., Salemnia, A. & Kiani, S. (2019). Core Impact Force of Vertical Water Jets on Smooth and Rough Surfaces. Scientia Iranica, 26(2), 690-698. (In Persian)
Garrad, A.D. & Patric, M.A. (1983). The velocity field produced by a submerged jet directed upwards at a free surface. Int. J. Heat Mass Transfer, 26(7), 1029-1036.
Goring, D.G. & Nikora, V.I. (2002). Despiking Acoustic Doppler Velocimeter Data., J. Hydraulic Eng., 128(1), 117-126.
Jaberi, A. (2018). Experimental study of fracture characteristics of water jets with elliptical, rectangular and circular sections. Journal of Applied and Computational Sciences in Mechanics, 30(1), 1-16. (In Persian)
Kuang, J., Hsu, C. & Qiu, H. (2001). Experiments On Vertical Turbulent Plane Jets in Water of Finite Depth. Journal of Engineering Mechanics, 127(1), https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(2001) 127:1(18).
Korsandi, B. (2016). Investigatoin On Acuraccy of Velocitymetrey in Turbulent Curent wite ADV. 15nd Congress of Iran Hydraulics., Ghazvin, Iran.
Manso, P.A. (2006). The influence of pool geometry and induced flow patterns on rock scour by high-velocity plunging jets. PhD Thesis, U.T. Lisboa, Portugal, 345p.
Qiao, Y. & Homan, k.O.A. (2023). Investigation Of Intermittency In The Near-Field Region Of A Transitional jet by LDV. PhD Thesis, Missouri University of Science and Technology, 112p.
Schlichting, H. (1979). Boundary- Layer Theory, McGraw-Hill, NewYork.

  • تاریخ دریافت 28 مرداد 1403
  • تاریخ بازنگری 13 آذر 1403
  • تاریخ پذیرش 22 آذر 1403