مطالعه آزمایشگاهی جریان هوا در شفت ریزشی گردابی با استفاده از روش فاکتوریل کامل

شفت ریزشی گردابی (سازه ورتکس) در سیستم های جمع آوری فاضلاب و زهکشی شهری به منظور انتقال سیال از مجاری سطحی به تونل های زیرزمینی عمیق به کار می رود. در طول ریزش، مقدار زیادی هوا به داخل آب نفوذ می کند و در پایین دست شفت ریزشی آزاد می شود. در این پژوهش، با ساخت مدل فیزیکی سازه از قطعات پلکسی گلاس، جریان هوا در سازه مطالعه شد. با استفاده از آنالیز ابعادی نشان داده شد که عدد فرود جریان (Fr)، نسبت ارتفاع کل ریزش به قطر شفت (L/D) و نسبت عمق چاهک به قطر شفت (Hs/D)، عوامل موثر بر دبی نسبی هوا (b=Qa/Q) در سازه هستند. دقت و توانایی روش فاکتوریل کامل برای توصیف عملکرد سازه در میزان هوای خروجی از آن با استفاده از داده های آزمایشگاهی تایید شد. نتایج نشان داد که دبی نسبی هوا در سازه بین 048/0 تا 278/0 تغییر می کند و با افزایش عواملFr ، L/D و Hs/D افزایش می یابد. همچنین با توجه به این که بیشترین سرعت خروج هوا از سازه مربوط به لوله های هواگیری (با قطر یکسان Da) است که در فاصله بین Da4 تا Da9 از محور شفت قایم قرار دارند، لذا محل مناسب استقرار مجرای هواگیری برای سازه در این محدوده تعیین شد. علاوه بر این معادله ای غیر خطی به صورت تابعی از Fr، L/D و Hs/D برای تخمین دبی نسبی هوا در سازه ورتکس با استفاده از آنالیز رگرسیون ارایه شد.