ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΥΔΑΤΩΝ ΑΠΟ ΔΙΣΔΙΑΣΤΑΤΟΥΣ ΔΙΑΧΥΤΗΡΕΣ

Abstract

Η ΠΑΡΟΥΣΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΜΒΑΛΕΙ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ ΜΙΑΣ ΔΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΣ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΑΝΩΣΤΙΚΗΣ ΦΛΕΒΑΣ. ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΕΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΣΟ ΓΙΑ ΤΑ ΜΕΣΑ ΜΕΓΕΘΗ ΟΣΟ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΤΥΡΒΗΣ. ΟΙ ΔΙΕΞΑΧΘΕΙΣΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΛΥΨΑΝ ΕΝΑ ΕΥΡΥ ΦΑΣΜΑ ΑΡΙΘΜΩΝ RICHARDSON ΚΑΙ ΕΙΧΑΝ ΩΣ ΒΑΣΙΚΟ ΣΤΟΧΟ 1) ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΗΜΙΕΜΠΕΙΡΙΚΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ ΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΜΕΛΕΤΗΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΟ 2) ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΤΥΡΒΗΣ ΓΕΝΙΚΑ ΚΑΙΕΙΔΙΚΟΤΕΡΑ ΤΗΝ ΣΧΕΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΥΡΒΗΣ ΚΑΙ ΑΚΤΙΝΑΣ ΚΑΜΠΥΛΟΤΗΤΑΣ. ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ ΜΙΑ ΑΚΡΙΒΗΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΛΥΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ ΣΕ ΔΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΦΛΕΒΑ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΩΣ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΗ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΟ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΡΟΗΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΡΕΥΣΤΟ. Η ΛΥΣΗ ΑΥΤΗ, ΠΟΥ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΓΕΝΙΚΕΥΣΗ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΛΥΣΕΩΝ, ΛΑΜΒΑΝΕΙ ΥΠΟΨΗ ΤΟΣΟ ΤΟ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΠΙΕΣΕΩΝ ΟΣΟ ΚΑΙ ΤΟ ΕΙΣΕΡΧΟΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΒΡΙΣΚΕΤΑΙ ΣΕ ΣΥΜΦΩΝΙΑ ΜΕ ΥΠΑΡΧΟΝΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ. ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΘΗΚΕ ΕΝΑ ΒΕΛΤΙΩΜΕΝΟ, ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΑ, ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΟΜΟΙΩΜΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΥ ΤΥΠΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΔΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΣ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΑΝΩΣΤΙΚΗΣ ΦΛΕΒΑΣ ΚΑΙ ΟΙ ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ ΤΟΥ ΓΙΑ ΤΑ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΥΓΚΡΙΝΟΝΤΑΙ ΜΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΜΕ ΤΙΣ ΔΙΕΞΑΧΘΕΙΣΕΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ. ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΑΝ Η ΑΞΟΝΙΚΗ ΑΡΑΙΩΣΗ, Η ΤΡΟΧΙΑ, ΤΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΠΛΑΤΟΣ, Η ΡΟΗ ΟΡΜΗΣ, Η ΡΟΗ ΟΓΚΟΥ, Η ΕΝΤΑΣΗ ΤΗΣ ΤΥΡΒΗΣ, ΟΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΑΣΥΜΜΕΤΡΙΑΣ ΚΑΙ ΚΥΡΤΩΣΗΣ, Η ΔΙΑΛΕΙΨΗ ΤΗΣ ΤΥΡΒΗΣ, ΟΙ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΤΥΡΒΩΔΩΝ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΩΝ, ΟΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΕΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΩΝ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΑΛΛΑ ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΤΥΡΒΩΔΟΥΣ ΑΝΩΣΤΙΚΗΣ ΦΛΕΒΑΣ.

THE PRESENT STUDY CONTRIBUTES TO THE UNDERSTANDING OF THE MECHANICS OF THE PLANE BUOYANT JET WHICH IS ISSUED HORIZONTALLY INTO QUIESCENT SURROUNDINGS. THE FLOW IS PRODUCED BY THE INITIAL MOMENTUM AT THE EXIT AND, DUE TO THE BUOYANCY FORCES IS DEFLECTED UPWARDS, AND, IF THE DEPTH OF THE AMBIENT FLUID IS BIG ENOUGH, BECOMES A VERTICAL PLUME. THE MEAN FLOW AND THE TURBULENCE STRUCTURE ARE EXAMINED. THE EXPERIMENTS COVERED A WIDE RANGE OF INITIAL RICHARDSON NUMBERS HAVING AS BASIC AIM I) THE DERIVATION OF SEMI-EMPIRICAL EQUATIONS TO BE USED BYTHE DESIGN ENGINEER II) TO PROMOTE THE UNDERSTANDING OF TURBULENCE STRUCTURE IN GENERAL, AND IN PARTICULAR THE RELATIONSHIP BETWEEN TURBULENCE AND CURVATURE IN THIS CURVED FLOW. A THEORETICAL SOLUTION IS PRESENTED FOR THE VARIATION OF THE JET MOMENTUM FLUX IN A VERTICAL TURBULENT PLANE JET. THIS SOLUTION, WHICH GENERALIZES PREVIOUS THEORETICAL SOLUTIONS, INCLUDES THE CONTRIBUTION OF THEINDUCED PRESSURE FIELD RELATIVE TO THE INDUCED VELOCITY FIELD IN VARYING THE JET MOMENTUM FLUX. A MATHEMATICAL MODEL WAS DEVELOPED FOR THE PLANE TURBULENT BUOYANT JET ISSUED HORIZONTALLY, WHICH PREDICTS WITH VERY GOOD ACCURACY EXPERIMENTAL RESULTS. THE CENTERLINE DILUTION, THE TRAJECTORY, THE JET WIDTH PARAMETER, THE MOMENTUM FLUX, THE VOLUME FLUX, THE TURBULENCE INTENSITY, THE DISSIPATION OF TURBULENT TEMPERATURE FLUCTUATIONS, THE TEMPERATURE SPECTRA AND OTHER PHYSICAL CHARACTERISTICS OF THE TURBULENT BUOYANT JET WERE EXAMINED.