بررسی اثر قدرت لایه بندی حرارتی بر بازده اختلاط مصنوعی در مخازن سدها

پدیده های لایه بندی و اختلاط در مخزن سد می توانند پارامترهای کیفی آب را در طول سال در تراز های مختلف آبگیری به مقدار زیادی تحت الشعاع قرار دهند. یک روش مرسوم برای از بین بردن لایه بندی و ایجاد اختلاط در مخزن، هوادهی به بدنه آبی از کف مخزن می باشد. در صورت طراحی صحیح سیستم هواده با توجه به قدرت لایه بندی می توان بازده فرایند را تا حد امکان افزایش داد. در این پژوهش از یک مدل تجاری کاملا سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی (Fluent) برای مطالعه اختلاط مصنوعی لایه بندی حرارتی در یک مخزن آزمایشگاهی استفاده شده است. زیربرنامه هایی به منظور حل دقیق مساله مورد بررسی، تحت عنوان توابع UDF به کد اصلی نرم افزار اضافه گردیدند. بر اساس نتایج حاصل شده از مدل عددی، قدرت لایه بندی عامل تعیین کننده ای در میزان انرژی لازم برای اختلاط کامل در مخزن می باشد. همچنین با بررسی اختلاط در دو مخزن با قدرت لایه بندی برابر، مشخص گردید که با کاهش میزان هوای تزریق شده به سیستم، میزان کم تری از انرژی ورودی به سیستم طی آشفتگی اضمحلال می یابد و در نتیجه آن، بازده اختلاط مصنوعی افزایش پیدا خواهد کرد. با توجه به نتایج پژوهش حاضر توصیه می شود طراحی سیستم هواده به گونه ای باشد که عدد پلوم در محدوده بیش از 400 قرار گیرد.