بررسی عددی سه‌‌بعدی رسوب‌گذاری و کنترل آن در آب‌گیر‌های جانبی رودخانه‌ای با استفاده از نرم‌افزار SSIIM2

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی

چکیده

آب‌گیرها عموماً در شبکه‌های توزیع آب، کانال‌های آبیاری، شبکه‌های فاضلاب، تأسیسات مربوط به تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. عدم کنترل رسوب ورودی به آب‌گیرها باعث انتقال رسوبات به داخل کانال‌های آبیاری و تأسیسات می‌شود و مشکلاتی را برای قسمت‌های مختلف به‌وجود می‌آورد. به‌علت وجود ذرات معلق در آب، خسارت زیادی نیز به تأسیسات به‌کار‌رفته مثل پمپ و توربین وارد می گردد. در این مطالعه ابتدا شبیه‌سازی عددی جریان رسوبی در آب‌گیری از مسیر مستقیم یک کانال مستطیلی به‌کمک نرم‌افزار SSIIM2 صورت گرفته است. از میان پارامترهای اصلی مؤثر بر جریان، شکل مقطع عرضی کانال، شیب کانال‌های اصلی و آب‌گیر و شکل دهانه‌ی ورودی ثابت در نظر گرفته شد و اثر زوایای آب‌گیری 45 الی 90 درجه، نسبت دبی آب‌گیری 2/0 الی 57/0 و عدد فرود جریان ورودی 32/0 الی 48/0 بر نسبت رسوب ورودی به آب‌گیر بررسی شد و با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرارگرفت که مطابقت خوبی بین مقادیر حاصل و نتایج آزمایشگاهی دیده شد. سپس برای بررسی عددی روش‌های کنترل رسوب، تأثیر صفحات مستغرق، طول آب‌شکن و فاصله‌ی آن از مقابل دهانه‌ی آب‌گیر به‌ازای نسبت های مختلف دبی آب‌گیری بررسی شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که کارآیی صفحات با احداث آب‌شکن در ضلع مقابل آب‌گیر افزایش پیدا می‌کند و مقدار ورود رسوبات به آب‌گیر کاهش می‌یابد. هم‌چنین با جابه‌جایی آب‌شکن به‌اندازه‌ی دو برابر عرض دهانه‌ی آب‌گیر به بالادست کانال اصلی، مقدار ورود رسوبات به آب‌گیر به‌طور متوسط 36% کاهش می یابد. سپس نتایج عددی حاصل با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفتند که مطابقت خوبی بین مقادیر حاصل و نتایج آزمایشگاهی دیده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

3-D Numerical Investigation of Sedimentation and its Control at River Lateral Intakes by SSIIM2 Software

نویسندگان [English]

  • H. Shamloo
  • A. Asnaashari
چکیده [English]

The intakes usually have been used in water distribution networks, irrigation channels, sewage networks, and the water/wastewater treatment facilities, etc. Lack of sediment control entered to the intake channel is the main reason of entering sediments to the installation systems, which makes many problems for different parts. Due to suspended particles in water, the facilities used such as pumps and turbines are damaged. In this study, first, numerical simulation of sediment flow in an intake from a rectangular channel using SSIIM2 is investigated. Among the main parameters affecting the flow the channel cross-section, main channel and intake slope, and the entrance form are supposed to be constant. Then, the effects of the deviation angles 45-90 degree, ratio of diverted discharge 0.2-0.57, and Froude Number 0.32-0.48 on ratio of sediment entering to the intake have been investigated and obtained numerical results were compared with experimental results that good agreement has been observed. Then for numerical investigation of sediment control methods the effects of the submerged vanes, spur dike length, and spur dike distance from the front intake entrance for different ratios of diverted discharge were investigated. The results showed that the effective performance of the vanes increased and consequently eliminated the bed sediment ingestion into diversion with a single spur dike at opposite side of the intake. Also an average reduction of 36% in sediment ingestion into diversion was observed when a spur dike located at a distance of twice intake width from the centre line. Then obtained numerical results have been compared with experimental results that good agreement has been observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lateral intake
  • Sedimentation
  • Sediment control methods
  • SSIIM2
  • k-ω turbulence model
CAPTCHA Image