بررسی آزمایشگاهی فرایند اختلاط و ترقیق در تخلیه جریانهای چگال

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

3 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

4 هیات علمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

doi
10.30482/jhyd.2022.335691.1597
چکیده

در سال‌های اخیر، با توجه کمبود منابع آب‌شیرین در جهان و افزایش روز‌افزون مصرف آب به دلیل افزایش جمعیت و صنعتی‌شدن جوامع، تامین آب‌شرب به یک معضل جهانی تبدیل گردیده‌است. از‌این‌رو بشر به استفاده از منابع آب نامتعارف، مانند آب شور دریاها و اقیانوس‌ها، روی‌آورده‌است تا با کمک تکنولوژی نمک‌زدایی به روش‌های متفاوت، نیاز آبی خود را مرتفع‌سازد. در فرآیند اسمزمعکوس برای تولید آب‌شیرین از دریا، آب شور برداشت و بخشی از آن شیرین و مابقی با شوری و چگالی بیشتر به محیط دریا بازگرداننده‌ می‌شود. بازگرداندن این پساب شور، اگر به نحو مناسب صورت ‌نپذیرد، به یک معضل جدی برای محیط پذیرنده تبدیل شده و محیط زندگی آبزیان دریایی را تحت‌تاثیر قرارخواهدداد. برای پرهیز از این مشکل، پساب تولیدی از طریق نازل‌هایی مستغرق به صورت مورب و با سرعت و مومنتم اولیه بالا در فاصله کافی از ساحل تخلیه می‌گردد. براثر آشفتگی‌های ایجاد شده، جریان خروجی با آب دریا اختلاط یافته و غلظت آن تا حد تحمل محیط کاهش می‌یابد. در این پژوهش، تخلیه پساب شور از یک تخلیه‌کننده تک‌مجرایی در محیط ساکن از طریق مدل‌سازی آزمایشگاهی مورد بررسی و توسعه زمانی جریان و نحوه پخشیدگی و اختلاط آن در نازل‌های مورّب 60 درجه مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی توسعه زمانی جریان نشان می دهد جریان در زمان بی بعد T*=0.57 از شروع تخلیه نهایتا به بستر محیط برگشته و در امتداد مسیر خود از دهانه نازل تا نقطه برخورد، اندازه نوسانات غلظت که شدت و قدرت آشفتگی را نشان می دهد، به شدت افزایش می یابد.