چکیده:
پدیده لایه بندی حرارتی که بیشتر در ماههای گرم سال رخ می دهد، پارامترهای کیفی آب مخزن رادر ترازهای مختلف آبگیری به شدت تحت الشعاع قرار می دهد. روش مرسوم برای حذف این پدیده مخرب، حذف آن توسط هوادهی از کف مخزن می باشد. در این مطالعه یک مدل کاملا سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی برای مطالعه پدیده لایه بندی حرارتی در یک مخزن و همچنین بر هم زدن مصنوعی آن استفاده شد دلیل ترجیح مدل کاملا سه بعدی به مدل های یک و دو بعدی، جزئیات بسیار بیشتر قابل تولید توسط آنهاست به طوری که درک را نسبت به پدیده فیزیکی چند برابر می نماید. نتایج تولید شده توسط مدل تطابق بسیار خوبی با داده های تجربی دارد. بر اساس نتایج بدست آمده با تغییر هندسه مخزن و چیدمان هواده ها، تغییرات پروفیل حرارتی و عملکرد فرآیند هوادهی متفاوت خواهد بود.
خلاصه ماشینی:
"از آن زمان تا کنون از انواع مدل های ریاضی یک بعدی و دو بعدی برای مطالعه اثرات این پدیده و همچنین راه کارهای کم کردن اثرات مخرب آن بهره جسته شده است.
استفاده از مدل های سه بعدی برای مطالعه این پدیده بسیار محدود بوده و تا کنون تنها در یک کار پژوهشی گزارش شده است [6].
در این پژوهش از یک مدل کاملا سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی 1 با استفاده از نرم افزار حجم محدود Fluent برای مدل سازی پدیده اختلاط مصنوعی بهره گرفته شده است.
برای مدل سازی پلوم حباب از مدل فاز گسسته 2 و برای لحاظ کردن تغییرات سطح تماس آب با هوای بالای آن از مدل حجم سیال 3 استفاده شده است.
189 19 28 B-1 همانطور که از نتایج آزمایشگاهی مشخص است هیچ گاه فرایند اختلاط مصنوعی لایه های تحتانی مخزن را تحت تاثیر قرار نمی دهد و این لایه تا انتهای کار دست نخورده باقی می ماند.
لذا در مدل سازی عددی این تحقیق برای محاسبه زمان لازم برای اختلاط کامل از 15 سانتی متر پایین مخزن صرف نظر شده است.
اما در آزمایش با دو هواده بر خلاف انتظار با توجه به اینکه انرژی تزریق شده به سیستم دو برابر می باشد اما باز هم زمان لازم برای حذف لایه بندی معادل تک هواده بوده است.
بهتر است جانمایی هواده ها طوری باشد تا کمترین تداخل را با یکدیگر داشته باشند تا انرژی تزریقی به مخزن بتواند با بازده هر چه تمام تر صرف اختلاط مصنوعی شود."