نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مجتبی صانعی ¹
• مهدی اژدری‌مقدم ²
• امین حاجی‌احمدی ³

¹ دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

² دانشیار، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان

³ دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

یکی از شیوه‌­های کنترل رسوب در سازه­‌های آبی استفاده از حوضچه­‌های رسوبگیر گردابی است. حوضچه­‌های رسوبگیر گردابی نسبت به سایر سازه­‌های رسوبگیر مرسوم عمل جداسازی را در سرعت بالا انجام می‌دهد. ازمشکلات این سازه رسوبگیر، ته‌­نشین شدن درصدی از رسوبات در کف حوضچه و عدم خروج آن‌ها از روزنه تحتانی است که باعث  اختلال در عملکرد این سازه می­‌­شود. بنابراین، برای کنترل تجمع رسوبات در کف و خارج کردن آن‌ها از حوضچه رسوبگیر گردابی برای اولین‌بار از صفحات مستغرق انحنادار در کف حوضچه رسوبگیر گردابی استفاده شد. در این پژوهش با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی حوضچه رسوبگیر گردابی، راندمان و رسوب­‌شویی از کف حوضچه با استفاده از ترکیب مختلف صفحات مستغرق انحنادار، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش­‌ها در حوضچه­‌ای به قطر 206 و ارتفاع 96 سانتی‌متر انجام گرفت. درون این مدل از صفحات مستغرق انحنادار برای اصلاح و افزایش قدرت گردابه از آرایش­‌های مختلف در قطاع 60 درجه استفاده شد. آزمایش­‌ها با دو دبی 45 و 37 لیتر بر ثانیه و سه قطر روزنه تحتانی 36 و 46 و 59 میلی­‌متر و شش آرایش صفحات (R₂،R₃،R₄، R₂₃، R₃₄،R₂₃₄) انجام شد. نتایج آزمایش­‌ها نشان دادند که وجود صفحات مستغرق در کف حوضچه گردابی با آرایشی مناسب، ضمن ثابت نگه‌داشتن راندمان کل، سبب رسوب‌شویی کف حوضچه شده و با هدایت این بخش از رسوبات به‌سمت روزنه باعث خروج آن‌ها از سیستم رسوبگیر می­‌شود. پژوهش حاضر نشان داد که بهترین راندمان برای آرایش­‌های R₃ و R₄ و R₃₄ است که در فاصله دورتر از روزنه قرار دارند. همچنین، تغییرات دبی و قطر روزنه، در کارایی صفحات مستغرق انحنادار موثر است. در حالت بهینه آرایش صفحات مستغرق انحنادار، 25.56 درصد رسوب­‌شویی از کف حوضچه رسوبگیر گردابی بیشتر از حالت بدون کاربرد صفحات، اتفاق می­‌افتد.

کلیدواژه‌ها

• جریان گردابی
• دبی
• رسوب‌شویی
• سازه رسوبگیر
• کارایی صفحات مستغرق

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of curvature submerge vane with 60 degree radial section on the efficiency of vortex settling basin

نویسندگان [English]

• Mojtaba Saneie ¹
• Mahdi Azhdarimoghadam ²
• Amin Hajiahmadi ³

¹ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran

² Associate Professor, Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchistan, Iran

³ MSc Student, Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchistan, Iran

چکیده [English]

One of the sediment controlling methods in the hydraulics structures is application of the vortex settling basin. Such basins represent the higher speed in sediment separation in comparison with other usual settling structures. One of the problems of such settling structure is the settlement of a portion of the sediments on the basin floor as a result of disruption on the structure operation caused by remaining loads. Therefore, the curvature submerged vane was introduced by this research in order to solve the problem. Several curvature vanes patterns was applied in an experimental model of the vortex settling basin to investigate the efficiency and sediment removal from the basin floor. Experiments were carried out in a basin with diameter of 96 cm and a height of 206 cm. In this model, curvature submerge vanes were used for modification and their different arrangement in 60 degree diameter section for increasing in vortexes power. Experiments were continued by 45 and 37 Ls^-1 water discharge, flushing orifice diameters of 36, 46 and 59 mm and six different arrangement of vane (R₂, R₃, R₄, R₂₃, R₃₄, R₂₃₄). Results showed that application of submerged vane on the vortex basin floor with suitable arrangement resulted in sediment removal from basin floor and in replacement of sediments toward the orifice. Present research showed that the best efficiency was obtained from R₃, R₄ and R₃₄ arrangements which were located in the farther distance from orifice. Furthermore, results showed that variation in water discharge and orifice diameter is an effective factor in the efficiency of curvature submerged vane. In the most optimum case of curvature submerged vane arrangement, 25.56 percent of the sediment was removed from the floor of vortex settling basin.

کلیدواژه‌ها [English]

• Sediment
• Settling basin
• Submerge vane
• Vortex Flow
• Efficiency