Pınar KOCABAŞ, Nihat EROĞLU, Fikret KOCABAŞ

Tabakalı akışkan ortamındaki su alma ağzına ait kritik batıklık

Bu çalışmada, su alma ağzına hava girişi ve tabakalı akışkan ortamında istenilen akışkanın çekilmesine (alınmasına) ait kritik batıklık su-hava ve su-yağ-hava ortamlarında deneyler yapılarak incelenmiş ve Kritik Küresel Kuyu Yüzeyi (KKKY) teorisi ile kontrol edilmiştir. Tabakalı akışkan ortamında, üst tabakada yer alan akışkanın (serbest çevrinti çöküntüsünü doldurarak) su alma ağzına henüz giriş yaptığı andaki su alma ağzı ile üst tabaka akışkanının alt sının (ara yüzey) arasındaki düşey mesafe "kritik batıklık" olarak adlandırılır. Askıdaki sediment veya sıcaklık farkı sebebiyle su haznelerinde oluşan tabakalı akışkan ortamına sıkça rastlanılır. Bu durumda tabakalı akışkan ortamından istenilen suyun alınması veya nükleer ve termik güç istasyonlarına soğuk suyun alınabilmesi çevre veya hidrolik mühendisliği problemi olarak karşımıza çıkar. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki; su-yağ-hava ortamındaki kritik batıklık değerinin su-hava ortamındaki kritik batıklık değerinden daha büyüktür. Tabakalı ortamı oluşturan akışkanların yoğunluk farkı, kritik batıklık üzerinde etkilidir ve KKKY kavramı tabakalı akışkan ortamında da kullanılabilir.

Critical submergence for an intaka in a two-layer stratified fluid media

In a natural reservoir, the vertical density gradient may occur due to variations in temperature, dissolved salt, and suspended sediment contents. This type of fluid body is called, "stratified media". In a two-layer stratified fluid media, when the upper fluid just enters the intake (by filling the vortex-depression in the lower layer), the vertical distance between the interface of the fluids and intake is called the "critical submergence". In this study, the critical submergence for both air entraining vortex and selective withdrawal in a two-layer fluid are experimentally studied. The experimental results indicated that the critical submergence for an intake in a stratified fluid media is greater than that for the intake in a single homogeneous fluid of same kind. The density difference of the fluids forming the stratified fluid media is effective on the critical submergence of the intake.

PDF

___

1.Lubin, B.T., Springer, G.S., "The Formation of a Dip on the Surface of a Liquid Draining from a Tank", Journal of Fluid Mechanics, 385-390, 1966.
2.Sharp, J.J.,Parchure T.M., "Critical Submergence in two-layer Stratified Flow", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 924-928,1991.
3.Sharp, J.J.,Parchure T.M., "Selective Withdrawal Using Circular, Partly Submerged Intake Structures", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 615-627,1993.
4.Sharp, J.J.,Parchure, T.M., Guo, Z.R., "Selective Withdrawal Through an Intake Fitted with a Collar", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 683-686,1996.
5.Harleman, D.R.F., "Morgan, R.L., Purple, R.A., "Selective Withdrawal from a Vertically Stratified Fluid", 8. Congress of the International Association for Hydraulics Research, 10-c, 1959.
6.Davidian, J., Glover, J.E., "Development of the Non-Circulatory Waterspout" Part one of "Seven Exploratory Studies in Hydraulics", ASCE Journal of Hydraulics Division, Vol.82, No.HY4, Proc. Paper 1038,1956.
7.Kocabaş, P., "Tabakalı Sıvı Ortamında İstenilen Sıvının Çekilmesi İçin Gerekli Batıklığın Tesbiti", Yüksek Lisans Tezi, G.Ü.F.B.E., 2000.
8.Yıldırım, N., Kocabaş, F., "Critical Submergence for Intakes in Open Channel Flow", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 900-905, 1995.
9.Yıldırım, N., Kocabaş, F., "Critical Submergence for Intakes in Still-Water Reservoir", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 103-104,1998.
10.Yıldırım, N., Kocabaş, F., Gülcan, S.C., "Flow Boundary Effects on Critical Submergence of Intake Pipe", ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 288-297, 2000.