مطالعه عددی آبشستگی محلی تحت جت آبگرم خروجی از نیروگاه‌ها (مطالعه موردی: خروجی نیروگاه نکا)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، قم، ایران

2 مدیرگروه اندازه‌گیری میدانی، مؤسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران.

10.22091/cer.2021.6541.1225

چکیده

از آنجایی‌که سرعت جریان و دبی خروجی از تخلیه کننده‌های عمقی، جهت ایجاد اختلاط سریع در ناحیه میدان نزدیک، زیاد است در نتیجه ابعاد این آبشستگی‌ها نیز می تواند وسیع باشد و از طرفی رسوب محلی ممکن است منجر به تخریب سازه‌های ساحلی شود و همچنین بر نحوه گردش آبگرم در ناحیه میدان نزدیک بسیار تأثیرگذار است، پیش‌بینی یک روش مناسب جهت تخمین محل و عمق این آبشستگی‌ها در بستر دریا بسیار حائز اهمیت می‌باشد. مطالعه موردی این تحقیق خروجی نیروگاه نکا است که با استفاده از مدل عددی سه بعدی FLOW-3D مورد شبیه‌سازی قرار گرفته است. همچنین نمودارهای توسعه مکانی و زمانی آبشستگی و دما استخراج گردید. مقایسه و تحلیل نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی و داده‌های میدانی نشان می‌دهد که فاصله افقی عمیق‌ترین نقطه حفره آبشستگی از تخلیه کننده با دقت 94 درصد و حداکثر عمق حفره آبشستگی با دقت 58 درصد نسبت به هیدروگرافی بستر نکا بدست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Local Scour Under the Jet Discharging From the Power Plants (Case Study: Neka Power Plant)

نویسندگان [English]

  • Zahra Mehrabi 1
  • Reza Kamalian 1
  • Mohammad Babaee 2
  • Ehsan Jabbari 1
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Qom, Qom, Iran
2 Water researches institute
چکیده [English]

In this paper, the mechanism of scouring caused by turbulent jet out of deep drainage of power plants has been investigated. The flow velocity and discharge flow from these drains are high for fast mixing in the near field area, hence the size of these scours is also vast. Since local sediment may lead to the destruction of coastal structures, as well as the effect of spawning in the near field area, the prediction of a suitable method for estimating the location and depth of these scours in the seabed is very important. The case study is the Neka power plant located in Mazandaran near Neka city. Three-dimensional FLOW-3D model is used for simulation. Comparing and analyzing the results of numerical simulation and field data indicate that the horizontal distance of the deepest scour hole from the discharger is acceptable with a precision of 94% and the maximum depth of the scour hole with a precision of 58% compared to the bathymetry of the Neka substrate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dewatering marine evacuators
  • turbulent jet
  • close field
  • FLOW-3D numerical model
  • scouring
[1] Rouse, H. (1940). “Criteria for similarity in the transportation of sediment”, University of Iowa Studies in Engineering, 20, 33-49.
[2] Doddiah, D., Albertson, M. L., & Thomas, R. K. (1953). Scour from jets. Doctoral dissertation, Colorado State University. Libraries, CER; 54-4
[3] Iwagaki, Y., Smith, G. L., & Albertson, M. L. (1958). Analytical study of the mechanics of scour for three-dimensional jet. Doctoral dissertation, Colorado State University. Libraries, CER; 60-9.
[4] Duckstein, L., Iwagaki, Y., Smith, G. L., & Albertson, M. L. (1960). Analytical study of the mechanics of scour for two-dimensional jet. Doctoral dissertation, Colorado State University. Libraries, CER; 60-12.
[5] Laursen, E. M. (1952). “Observations on the nature of scour. Proceedings of 5th Hydrauric Conference., state University of Iowa”, Bulletin, 34, 179-197.
[6] Carstens, M. R. (1966). “Similarity laws for localized scour”, Journal of the Hydraulics Division, 92(3), 13-36.
[7] Saitou, T. (1979). “Studies on the scour from submerged plane jet”, In Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers, 53-63.
[8] Ushijima, S., Shimizu, T., Sasaki, A., & Takizawa, Y. (1992). “Prediction method for local scour by warmed cooling-water jets”, Journal of hydraulic engineering, 118(8), 1164-1183.
[9] Firouzi, S. M. (2012) Numerical simulation of local scour due to horizontal submerged jet in downstream of slide gate using Flow3d. MSc thesis, Shahid Abbaspour Water and Power University.
[10] Kaheh, M. (2013) Numerical modeling of flow hydraulics and scour in downstream of combined simultanous over weir and under gate flow using Flow-3D. MSc thesis, Gorgan University of agricultural sciences and natural resources.
[11] Wei, G., Brethour, J., Grünzner, M., & Burnham, J. (2014). “Sedimentation scour model”, Flow Science Report, 7, 1-29.
[12] Karbasi, M., & Azamathulla, H. M. (2017). “Prediction of scour caused by 2D horizontal jets using soft computing techniques”, Ain Shams Engineering Journal, 8(4), 559-570.
[13] Mazrouei, M., Majdzadeh Tabatabaei, M., & Ghoreishi Najafabadi, H. (2017). “Numerical modeling of local scour due to horizontal submerged jet”, 12th symposium on advances in science & technology.
[14] Rodi, W. (1984). “Turbulence models and their applications in hydraulics-a state-of-the-art review”, IAHR monograph.
[15] Science, F. (2008). FLOW-3D User Manual. New Mexico USA.
[16] Hirt, C. (2011). FLOW-3D user manual version 10. Flow Science.
[17] Water Researches Institute. (1995). Marine part optimization studies of Neka power plant cooling system. Tehran.

CAPTCHA Image