مطالعۀ آزمایشگاهی عملکرد سرریز پلکانی-‌هرمی بر مقدار اکسیژن محلول آب

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت.

2 دانشیار مهندسی رودخانه، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت.

3 دانشیار آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت.

4 استادیار مهندسی شیمی، گروه مهندسی آب و محیط زیست، پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، دانشگاه گیلان، رشت.

doi
10.22092/idser.2024.366766.1587
چکیده

از پارامترهای مهمی که نقش حیاتی در پایداری زیست‌بوم‌های آبی و نیز فرایندهای بهبود کیفی آب مانند اکسیداسیون آهن و منگنز دارد، غلظت اکسیژن محلول (DO) است. یکی از روش‌های کارآمد برای افزایش میزان اکسیژن محلول در آب، استفاده از سازه‌های هواده است که با ایجاد اختلاط و آشفتگی در جریان آب، حباب‌های کوچک هوا را به داخل آب وارد کنند و مقدار اکسیژن محلول را افزایش دهند. در این پژوهش، تأثیر سرریز پلکانی به شکل هرمی دارای پلکان‌های بدون آستانه، آستانه‌های پیوسته و کنگره‌ای با هندسه‌های مختلف بر افزایش مقدار اکسیژن محلول در دامنۀ دبی‌های مختلف به‌صورت آزمایشگاهی بررسی شد. نتایج نشان داد که در سرریز پلکانی- هرمی ساده، با افزایش دبی از حداقل تا حداکثر، مدت زمان رسیدن DO به سطح اولیه تا حدود 2 برابر کم می‌شود ولی این تغییر متناسب با افزایش میزان دبی، افزایش نمی‌یابد. نصب آستانه‌های پیوسته و کنگره‌ای باعث کاهش عملکرد در دبی‌ حداقل می‌شود ولی با افزایش دبی و به تبع آن ضخامت تیغه‌های ریزشی جریان از سطوح پلکان‌ها، مدت زمان افزایش اکسیژن محلول (DO) تا حدود 3 برابر کاهش می‌یابد. بررسی نتایج نشان داد به‌طورکلی سرریزهای پلکانی-هرمی با پلکان ساده می‌توانند تا 2/5 میلی‌گرم بر ثانیه در هر لیتر جریان ورودی به مخزن اکسیژن محلول (DO) تزریق کنند که این مقدار برای سرریزهای پلکانی-هرمی با آستانه ساده و کنگره‌ای بین 2/3 تا 2/7 میلی‌گرم بر ثانیه در هر لیتر است.