The lenght of laboratory channels necessary for the stabilization of suspension flow

Abstract

Pastaruoju metu paskelbtų tyrimų duomenų analizė parodė, kad laboratoriniuose latakuose pradinis pereinamasis ruožas, reikalingas tėkmės charakteristikoms nusistovėti, skendinčiuosius nešmenis nešančiai tėkmei būna daug ilgesnis negu tekant švariam vandeniui. Iki šiol buvo manoma, kad užtenka šio ruožo tokio, kaip švariame vandenyje; taigi buvo matuojama dar nenusistovėjusioje tėkmėje. Tai ir konstatuota analizuojant minėtus matavimo duomenis. Nusistovėjusiai tėkmei gauti reikėtų kur kas ilgesnių latakų, arba beriamus latako pradžioje nešmenis reikėtų paskleisti taip, kad jų pasiskirstymas greičiau stabilizuotųsi. Nešmenų persiskirstymas tėkmėje užsitęsia dėl turbulentinės tėkmės didžiųjų pagrindinių sūkurių savitumų, kurie straipsnyje ir aptariami. Išsiaiškinti šiuos ypatumus galima tik tiriant šių sūkurių parametrus. Tam tinka turimi anksčiau sukaupti duomenys, t.y. matavimais gautos turbulentinių greičių ir nešmenų koncentracijos kitimo chronogramos. Jų analizavimas leistų geriau suprasti procesus, vykstančius nešmenis nešančioje tėkmėje. Tai padėtų kurti tobulesnius šių procesų tyrimų būdus ir jų skaičiavimo metodus. Atliekant eksperimentinius tyrimus, kurių tikslas buvo tik nustatyti reikalingus parametrus formulėms, sudarytoms remiantis nešmenų difuzijos teorija, mažai dėmesio buvo skiriama turbulentinės tėkmės sūkurių struktūrai tirti, nes ši teorija (tokia, kokia yra dabar) be tokių duomenų išsiverčia. Taigi sukauptuose tyrimų duomenyse dar daug neatskleistos naudingos informacijos

The analysis results of recently published data revealed that the initial channel strip necessary for the stabilization of hydraulic characteristics and sediment distribution in the suspension flow must be much longer than that in the case of clear water. It was assumed generally that it is sufficient to have this strip as long as the one used for clear water. Thus, the measurements were done in a non-stabilized flow. Consequently, the analysis of received experimental data became complicated. The stabilization of sediment distribution in suspension flow occurs later because of the peculiarities of large main whirlpools, which strongly influence the vertical sediment distribution in turbulent flow and, like clouds, accept the sediments injected into initial strip of experimental channels. These peculiarities are discussed in this paper. The successful analysis of measurement data can be performed investigating the action and parameters of these whirlpools. The data of already fulfilled measurements, i.e., the available chronograms of turbulent velocities and sediment concentration fluctuations can be applied for it. This would help to understand better the mechanism of interaction between sediments and turbulent flow. As a result, more perfect investigation and calculation methods of these processes could be developed