بررسی آزمایشگاهی اثر زبری بستر روی توزیع سرعت در بدنه جریان غلیظ

در این پژوهش اثر زبری بستر روی توزیع سرعت در بدنه جریان غلیظ در دو بخش جت و دیواره بررسی شده است. بدین منظور آزمایش هایی به صورت جریان غلیظ نمکی با 3 دبی ورودی 7 /0،‏ 1 و 3 /1 لیتر بر ثانیه در محدوده شیب 0 تا 2 /2 درصد انجام شد. برای زبر کردن بستر از ذرات شن طبیعی با اندازه های 4،‏ 8،‏ 12 و 15 میلی متر (که در کف کانال چسبانده شد) استفاده شد. همچنین برای بررسی اثر تغییرات غلظت جریان ورودی بر مشخصات جریان غلیظ،‏ از سه غلظت 10،‏ 16 و 20 گرم بر لیتر استفاده شد. توزیع سرعت در بدنه و بررسی روند تغییرات آن در زبری و شیب های مختلف با یک سرعت سنج پروفایلر آلتراسونیک اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که ارتفاع سرعت حداکثر در پروفیل سرعت بدنه با افزایش زبری کف افزایش می یابد. نسبت ارتفاع سرعت حداکثر به ضخامت بدنه جریان غلیظ زمانی که زبری نسبی (نسبت ارتفاع زبری به ضخامت بدنه جریان) ،‏ به سمت صفر میل می کند،‏ برابر مقدار ثابت 3 /0 خواهد بود و با افزایش زبری نسبی ،‏ ارتفاع نسبی محل سرعت حداکثر ،‏ به سمت عددی ثابت 65 /0 همگرا می شود. نتایج نشان می دهد که زبری عامل مهمی در توزیع سرعت در بدنه جریان غلیظ است. بررسی تشابه توزیع سرعت در ناحیه جت و دیواره،‏ به ترتیب با توزیع های نیمه گوسی و توانی،‏ نشان می دهد که ضرایب توزیع سرعت در بدنه با افزایش زبری بستر تغییر می کند.