دانلود پروژه:بررسي اثر ايجاد زبري و مانع در كنترل جريان غليظ با روش عددي

مخازن سدها با هدف ذخیره کردن بخشی از جریان هاي سیلابی رودخانه و به منظور کنترل سیل، ذخیره آب براي مصارف پایین دست، تولید انرژي و یا تفریحات احداث می شوند، ترسیب رسوب در آن باعث از دست رفتن حجم مفید مخزن می گردد که به آن تلفات حجم مخزن می گویند. مواد رسوبی که وارد مخازن سدها می شوند، حاصل عمل فرسایش پوسته ي زمین می باشند که توسط رودخانه حمل و به مخزن وارد می شوند .میزان فرسایش بستگی به عوامل متعددي همچون شرایط آب و هوایی، خصوصیات زمین شناسی منطقه، وضعیت توپوگرافی، پوشش گیاهی و نوع کاربرد اراضی دارد. از این رو میزان ارتفاع فرسایش خاك ممکن است از 06/0 میلی متر در سال تا 16/0 میلی متر تغییر کند که به طور متوسط در حدود 132 تن رسوب در هر کیلومتر مربع در هر سال حاصل می شود. بیش تر مواد رسوبی فرسایش شده به صورت بار شسته، بار معلق و بار بستر توسط رودخانه حمل می شوند. رسوبات فوق پس از رسیدن به دریاچه هاي طبیعی یا مصنوعی، مخازن سدها و دریاها، در اثر تغییر شرایط هیدرولیکی ترسیب می شوند. مخازن سدها، از جمله مکان هایی است که ممکن است تا صد درصد رسوبات همراه رودخانه را در خود ذخیره نماید. از اینرو، حفظ و نگهداري مخازن موجود و به حداقل رساندن تلفات حجم مخزن در اثر ترسیب در اولویت برنامه ریزان مدیریت منابع آب کشورها قرار گرفته است. مدیریت پویاي مخازن مقرر می کند که کشورها هرچه سریعتر اقدام به اجراي رو ش هایی براي کنترل فرسایش نمایند تا آورد رسوب به حداقل ممکن برسد. همچنین در کنار این روش ها، براي بازیافت بخشی از حجم مخازن از طریق روش هاي کنترل رسوب اقداماتی باید انجام پذیرد (شفاعی بجستان و همکاران ؛ 1391).

معضل رسوب گذاري همواره به عنوان مهمترین عوامل در کوتاه شدن عمر مفید سدها مطرح بوده است و سدهاي مخزني زیادي بدلیل پرشدن توسط رسوبات متروکه شده و یا پیش از پایان عمر مفید سد بهره برداري از آنها با مشکل اساسي روبرو شده است. این مشکل به ویژه در مناطق استوایي و نیمه خشك به علت فرسایش زیاد و بالا بودن دبي جریان رسوب مشهودتر به نظر مي رسد. وضعیت و موقعیت تجمع رسوبات در مخزن سد یکي دیگر از عوامل مهمي است که مي تواند در عمر مفید و بهره برداري از سد تأثیر بسزایي داشته باشد. از آنجا که جریان غلیظ به عنوان مهمترین عامل انتقال رسوبات به نزدیکي بدنه سد بوده و مي تواند باعث تجمع رسوبات در نقاط کلیدي سد از جمله ورودي آبگیرها شود، لذا کنترل رسوبات در مخازن سدها امروزه با توجه به آیین نامه هاي سختگیرانه زیست محیطي، هزینه بالاي ساخت و عدم وجود سایت هاي مناسب بسیار ضروري به نظر مي رسد (اصغري پري و همكاران، 1388) .

با توجه به اهمیت بسیار زیاد مخازن سدها در تامین آب شرب، کشاورزي و صنعتی و نیز تولید برق، انجام اقدامات لازم براي کاهش روند رسوب گذاري در مخازن بسیار لازم و ضروري است. بنابراین کنترل جریان غلیظ امری حیاتی در صنعت سد سازی می باشد، از این رو محققین مطالعات بسیاری در این زمینه داشته و راهکارهایی نیز ارائه نمودند که از جمله این راهکارها ایجاد مانع می باشد (شكل 1-1)، بنابراین از این طریق اولاً بخش زیادي از رسوب پشت مانع ته نشین مي شود و ثانیاً بخشي از جریان نیز که از روي مانع عبور کرده است به دلیل کاهش چگالي نسبي (عامل حرکت) مستهلك مي گردد، اما در اكثر موارد براي كنترل جريان غليظ توسط مانع لازم است كه مانعي با ارتفاع زياد در مخزن ايجاد گردد كه نياز به هزينه زيادي دارد، لذا در اين تحقيق به بررسي تأثير ايجاد مانع و زبري بصورت جداگانه و استفاده توأم آنها در جهت كاهش ارتفاع مانع پرداخته شد.

شكل 1-1- کنترل جریان غلیظ توسط مانع (اصغري پري و همكاران، 1388)

شبیه سازی عددی به ما کمک می کند تا بدون صرف هزینه ی زیاد بتوانیم بررسي هاي لازم در اين زمينه را انجام دهيم، یکی از نرم افزارهای محاسباتی که کاربرد زیادی در زمینه طراحی های مهندسی دارد نرم افزار ANSYS-CFX می باشد و در اين تحقيق از اين نرم افزار در جهت بررسي اثر زبري و مانع بصورت جداگانه و استفاده توأم آنها در كف بر كنترل جريان غليظ پرداخته شد.