دانلود ترجمه مقاله جریان شستشوی رسوب در روزنه های بزرگ (ساینس دایرکت – الزویر 2016) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

جریان شستشوی رسوب در روزنه های بزرگ: یک تحقیق تجربی

Sediment flushing upstream of large orifices: An experimental study

چکیده
1 مقدمه
2 روش هاو مواد
2.1 روش آزمایش
2.2تحلیل ابعادی
3 نتایج تجربی
3.1 تاثیر سازه مطرح شده بر فرایند شستشو
3.2 تاثیر قطر سد
3.3تاثیر فضای بین سدها
3.4 تاثیر فاصله سد ها از روزنه
3.5 اختلاف زمانی در مخروط های شستشو
3.6 کارایی شستشو
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده

به دلیل محدودیت و موقعیت یابی جریان توسط روزنه ها، این سازه های هیدرولیک معمولا در سدها و مخلزن نگه داری آب برای شستشوی رسوبات استفاده میشوند. در این تحقیق، ویژگی جریان بالا دستی در یک روزنه گرد بزرگ قرار گرفته در مخزن آب بررسی شده است که در این مورد، رسوبات در پشت آن جمع شده اند. آزمایشات انجام شده برای این تحقیق در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید باهنر کرمان و در یک مخزن مستطیلی انجام شده اند. آزمایشات در دو بخش انجام شده اند. بخش اول، رفتار جریان در مدت زمان شستشو در روزنه بررسی شده است . در بخش دوم میزان فرسایش حاصل از جریان روزنه مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس، یک سازه نیمه محصور در جریان اصلی روزنه قرار گرفت تا کارایی حذف رسوبات افزایش یابد. تاثیر ویژگی های هندسی سازه بر ابعاد حفره شستشو مشخص شد. مشاهده شد که تعامل آب، رسوب و سازه باعث ایجادگرداب هایی در جریان اصلی روزنه می شود که افزایش حذف رسوب در مخزن را سبب می شود ومنجر به شکل گیری یک نیم حفره برای جریان اصلی روزنه می شود.

1 مقدمه

روزنه ها سازه های هیدرولیکی هستند که برای اهداف مختلف استفاده می شوند. این سازه ها در سدها برای شستن رسوبات ته نشین شده از مخازن به کار گرفته می شوند. این سازه ها از ساختارهای مهم اندازه گیری جریان هستند. استریتر و همکاران (24)، روزنه ها را به عنوان ورودی برای عبور جریان تعریف کردند. در مجموع، موقعیت جریان روزنه زمانی شکل می گیرد که ورودی روی مرکز روزنه دارای قطر 2.2-2 برابر روزنه باشد، در اینصورت، این روزنه به عنوان روزنه بزرگ نامیده می شود(گویال و همکاران 2015).

4 نتیجه گیری

در این تحقیق، ویژگی های جریان و شستشوی رسوب در جریان اصلی روزنه بزرگ در شرایط جمع شدن رسوب روی ورودی روزنه بررسی شده اند. سپس، یک ساختار سد نیمه محصور برای تقویت قدرت جریان روزنه با هدف افزایش کارایی حذف رسوبات مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر ویژگی های هندسی سازه های معرفی شده بر ابعاد روزنه شستشو بررسی شده است. نتایج نشان داد که با استفاده از ساختار فرض شده، عمق نسبی و شعاع روزنه افزایش می یابد. با توجه به این مطلب، می توان بیان کرد که قطر سد ها تاثیر قابل توجهی بر ابعاد منطقه شستشو دارد. مشاهده شد که با افزایش فضای سد ها، حداکثر عمق روزنه ابتدا افزایش می یابد و سپس کاهش می یابد. به علاوه، بیان شد که با افزایش فاصله سد ها از مخروط شستشو، رسوب زیادی از مخروط شسته می شود. سپس، با افزایش زمان مشاهده شد که در شرایط وجود سازه های معرفی شده، میزان رشد روزنه افزایش قابل توجهی پیدا می کند. مشاهدات دلالت بر این دارد که مقدار رسوب شسته شده افزایش 25 درصدی در مقایسه با آزمایش مرجع دارد.

Abstract

Due to the constricting and localization of flow by orifices, these hydraulic structures are commonly used in dams and water impoundment reservoirs to flush deposited sediments. They are also one of the most important flow measurement structures. In this study, the flow characteristics at upstream of a large circular orifice located at the wall of a water reservoir, in the case that the sediments were accumulated behind it, was investigated. The experiments were performed at the hydraulic laboratory of Shahid Bahonar university of Kerman, in a model of rectangular reservoir. The experiments were performed in two parts. First, the flow behavior during the scour development at upstream of the orifice and the extent of sediment erosion due to the orifice flow was investigated. Next, a semi-confined structure was located at the upstream of orifice to increase the sediment removal efficiency. The effect of the geometrical characteristics of structure on the dimensions of scour hole was determined. It was observed that the interactions of water, sediment and structure generated strong vortices upstream of the orifice, which caused the lifting and sweeping away of a large amount of sediment from the reservoir and let to formation of a semi-cone hole upstream of the orifice.

1 Introduction

Orifices are hydraulic structures that are used for different purposes. In dams, they are used to flush deposited sediments from the reservoir. They are also one of the main flow measurement structures. Streeter et al. [24] defined the orifice as an opening through which the fluid flows. Generally, the orifice flow condition is established when the head above the center of orifice become 2–2.2 times of the orifice diameter [10]. If the head is less than 5 times the diameter of the orifice, the orifice is categorized as a large orifice (Goyal, 2015).

4 Conclusion

In this research the flow characteristics and sediment scour at the upstream of a large orifice, when the sediments are accumulated up to the invert of orifice, were investigated. Next, a semi-confined piles group structure was used to strengthen the power of orifice flow with the purpose of improving the sediment removal efficiency. The effect of geometrical properties of proposed structure on the dimensions of flushing cone was investigated. The results showed that by using the proposed structure, both the relative depth and the relative radius of flushing cone increased. In this way, piles diameter had a significant effect on the dimensions of scoured region. It was observed that by increasing the piles spacing, the maximum depth of flushing cone was firstly increased and then decreased. Furthermore, it was found that as the distance of piles from the orifice increased, a larger amount of sediment was scoured from the flushing cone. Then, the time development of flushing cone was followed with and without the structure. It was observed that in the presence of proposed structure, the rate of temporal development of flushing cone increased significantly. The observations indicated that, the amount of flushed sediments increased by up to 250% compared to the reference test.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد