Πειραματική διερεύνηση του συντελεστή συμπαράσυρσης σε ανωστικές φλέβες μεγάλης πυκνομετρικής διαφοράς

Δηλές, Σταύρος; Diles, Stavros

dc.contributor.author	Δηλές, Σταύρος	el
dc.contributor.author	Diles, Stavros	en
dc.date.accessioned	2015-12-02T09:48:48Z
dc.date.available	2015-12-02T09:48:48Z
dc.date.issued	2015-12-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41730
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9685
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανωστική	el
dc.subject	Φλέβες	el
dc.subject	Συμπαράσυρση	el
dc.subject	Πλούμιο	el
dc.subject	Πειραματική	el
dc.subject	Buoyant	en
dc.subject	Jet	en
dc.subject	Entrainment	en
dc.subject	Plume	en
dc.subject	Experimental	en
dc.title	Πειραματική διερεύνηση του συντελεστή συμπαράσυρσης σε ανωστικές φλέβες μεγάλης πυκνομετρικής διαφοράς	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδραυλική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-23
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική έχει ως θέμα την πειραματική διερεύνηση του συντελεστή συμπαράσυρσης ανωστικών φλεβών με μεγάλη πυκνομετρική διαφορά με το περιβάλλον ρευστό. Η ροή είναι non-Boussinesq όταν η πυκνομετρική διαφορά υπερβαίνει το 5%. Η φλέβα εκρέει κατακόρυφα σε περιορισμένο και ομογενή αποδέκτη. Μόλις φτάσει στον πυθμένα, διαχέεται οριζόντια μέχρι να συναντήσει τα κατακόρυφα τοιχώματα της δεξαμενής. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μιας βαρύτερης λέπτης στρώσης αναμεμιγμένου ρευστού στον πυθμένα, που με την πάροδο του χρόνου αυξάνει το ύψος της και φτάνει έως την πηγή. Έτσι στη δεξαμενή διακρίνονται δυο περιοχές, που χωρίζονται από μια οριζόντια διεπιφάνεια, του ομογενούς ρευστού του αποδέκτη που βρίσκεται πάνω από τη διεπιφάνεια και του πυκνομετρικά στρωματωμένου αναμεμιγμένου ρευστού που βρίσκεται κάτω από τη διεπιφάνεια. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Οι τιμές του αρχικού αριθμού Richardson της φλέβας κυμαίνονταν μεταξύ 0,06 και 0,75 (πλούμια). Η οπτικοποίηση των πειραμάτων έγινε με την τεχνική LIF (Laser Induced Fluorescence-LIF). Στο ρευστό της φλέβας διαλύουμε μικρές ποσότητες ροδαμίνης 6G, η οποία διεγείρεται από μονοχρωματική ακτινοβολία Laser και μας δίνει τη δυνατότητα να ξεχωρίζουμε τις δυο περιοχές της δεξαμενής διάχυσης. Σκοπός αυτής της πειραματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπαράσυρσης, η οποία έγινε με τη μελέτη της ογκομετρικής παροχής σε συνάρτηση της απόστασης από την πηγή. Για να γίνει αυτό έπρεπε να υπολογιστεί η άνοδος της οριζόντιας διεπιφάνειας σε συναρτήση με το χρόνο. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε κατακόρυφη γραμμή μακριά από τον άξονα της φλέβας από επεξεργασία πειραματικών εικόνων μέσω του λογισμικού NI Vision. Στην επεξεργασία χρησιμοποιήθηκε και το σημείο νοητού κέντρου (virtual origin) της φλέβας, ώστε να γίνει εφαρμογή του στην απόσταση της διεπιφάνειας από την πηγή. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έγινε με τις σχέσεις από τη γενικευμένη θεωρία List & Imberger (1973) και τον Papanicolaou (2015). Τα αποτέλεσματα έδιναν μεγάλες αποκλίσεις στην αρχή του πειράματος, όμως συνέκλιναν με τη θεωρία μόλις η διεπιφάνεια έπαιρνε ομαλή οριζόντια μορφή μετά από κάποιο χρόνο.	el
heal.abstract	The present thesis focuses on the experimental investigation of the entrainment coefficient for buoyant jets with large density difference compared to that of ambient fluid. Jet flow is defined as non-Boussinesq when the density difference exceeds 5%. The jet is injected vertically downwards in a tank of finite volume that is filled with homogeneous fluid. When it reaches the tank bottom, it spreads horizontally, until it meets the vertical tank walls. The outcome is the creation of a thin layer of heavier fluid at the bottom of the tank, the thinkness of which grows until it reaches the jet nozzle. Two layers of fluid are distinguished in the tank, separated by a horizontal interface, the upper of homogeneous ambient fluid and the lower of density-stratified mixed fluid. The experiments were performed at the Applied Hydraulics laboratory of the National Technical University of Athens. The initial jet Richardson number veried from 0,06 to 0,75 (plumes). The experiments performed were visualized using the LIF (Laser Induced Fluorescence-LIF) technique. Rhodamine 6G dye, added at low concetrations into the jet fluid, was used as a tracer to separate the mixed layer from ambient fluid, as it fluoresces at around 560 nm when excited by green laser radiation at 532 nm. Aim of the thesis was the investigation of entrainment, for this purpose the jet flow rate was computed as a function of the distance from the source. In orded to accomplish that, it was necessary to estimate the elevation of the horizontal interface against time. The measurements were performed along a vertical line far from the jet axis. The NI Vision software was used for image recording and subsequent processing. The virtual origin was used to adjust the interface distance from the source. The results were compared to the relationships reported by List & Imperger (1973) and Papanicolaou (2015). Comrarison showed deviations at the beginning of the experiment, but the results were congruent with theory once the interface elevation was horizontal and moved smoothly after some time.	en
heal.advisorName	Παπανικολάου, Παναγιώτης	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Τσουκαλά, Βίκυ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.
heal.fullTextAvailability	true