Υ ΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ



Σχετικά έγγραφα
ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ιάθεση Αστικών Υγρών Αποβλήτων από Μικρούς Παραθαλάσσιους Οικισμούς Π. Β. Αγγελίδης, Επίκ. Καθηγητής.Π.Θ.

Κεφάλαιο 11. Μηχανική Φλεβών και Πλουμιών Ορισμός υποβρύχιας φλέβας και πλουμίου

Παράκτια Τεχνικά Έργα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ / ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Αγγελίδης Π., Επίκ. καθηγητής

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Παράκτια Τεχνικά Έργα

Υ ΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

«Παράκτια Τεχνικά Έργα»

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 1 η : Πτώση πίεσης σε αγωγό κυκλικής διατομής

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ. Πτώση πίεσης σε αγωγό σταθερής διατομής 2η εργαστηριακή άσκηση. Βλιώρα Ευαγγελία

Να υπολογίσετε τη μάζα 50 L βενζίνης. Δίνεται η σχετική πυκνότητά της, ως προς το νερό ρ σχ = 0,745.

11 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΡΜΗΣ ΡΕΟΛΟΓΙΑ. (συνέχεια) Περιστροφικά ιξωδόμετρα μεγάλου διάκενου.

Ενεργό Ύψος Εκποµπής. Επίδραση. Ανύψωση. του θυσάνου Θερµική. Ανύψωση. ανύψωση θυσάνου σε συνθήκες αστάθειας ή ουδέτερης στρωµάτωσης.

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών. Εργασία 2 η Κατανομή πίεσης σε συγκλίνοντα αποκλίνοντα αγωγό.

ΥΔΡΑΥΛΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟ ΑΓΩΓΟ

Παράκτια Τεχνικά Έργα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

Περιορισμοί και Υδραυλική Επίλυση Αγωγών Λυμάτων Ι

Υδροδυναμική. Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση: Στρωτή και τυρβώδης ροή Γραμμικές απώλειες

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Αγγελίδης Π., Αναπλ. Καθηγητής ΔΙΑΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ

5 Μετρητές παροχής. 5.1Εισαγωγή

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΜΕΓΑΛΩΝ ΑΤΥΧΗΜΑΤΩΝ

ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Σημειώσεις. Επιμέλεια: Άγγελος Θ. Παπαϊωάννου, Ομοτ. Καθηγητής ΕΜΠ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου 5/3/2017

6 Εξαναγκασμένη ροή αέρα

3 Μετάδοση Θερμότητας με Φυσική Μεταφορά και με Ακτινοβολία

ΑΓΩΓΟΣ VENTURI. Σχήμα 1. Διάταξη πειραματικής συσκευής σωλήνα Venturi.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 1 η & 2 η : ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ

ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Διαγώνισμα Φυσικής Γ Λυκείου ~~ Ρευστά ~~

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΝΑΥΠΗΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΥΤΗΣ

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΧΤΩΝ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΤΛΗΤΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

Εργαστηριακή άσκηση: Σωλήνας Venturi

4 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

υδροδυναμική Σταθερή ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς υπό πίεση

website:

1 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΟΡΙΑΚΟ ΣΤΡΩΜΑ ΜΕΛΕΤΗ ΣΤΡΩΤΟΥ ΟΡΙΑΚΟΥ ΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΕΠΑΝΩ ΑΠΟ ΑΚΙΝΗΤΗ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΠΙΠΕΔΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ

ΔΙΑΣΤΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ. Οι εφαρμογές της διαστατικής ανάλυσης είναι:

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

8 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ

Υπολογισμός Παροχής Μάζας σε Αγωγό Τετραγωνικής Διατομής

7 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ

Απώλειες φορτίου Συντελεστής τριβής Ο αριθμός Reynolds Το διάγραμμα Moody Εφαρμογές

σφαιρικό σωματίδιο είναι: Β = Vp x ρ p x g (1) οπού: V ο όγκος όπου: βαρύτητας (m/s 2 ) (3) π.d p2 /4) 3 ) ρ w η πυκνότητα

Διασπορά ατμοσφαιρικών ρύπων

2 Μετάδοση θερμότητας με εξαναγκασμένη μεταφορά

Κεφάλαιο 4 Ομοιότητα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά. Τετάρτη 12 Απριλίου Θέμα 1ο

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας. Ενότητα 3: Βασικές Αρχές Θερμικής Συναγωγιμότητας

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Σελίδα 1 από 6

ΙΑΘΕΣΗ ΥΓΡΩΝ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΙ ΑΓΩΓΟΙ

6 4. Ενεργό ύψος εκποµπής Ενεργό ύψος εκποµπής ενεργό ύψος (effective height) ανύψωση του θυσάνου (plume rise) θερµική ανύψωση (thermal rise).

Διαγώνισμα Γ Λυκείου Θετικού προσανατολισμού. Διαγώνισμα Ρευστά - Μηχανική Στερεού Σώματος. Κυριακή 5 Μαρτίου Θέμα 1ο

Μακροσκοπική ανάλυση ροής

v = 1 ρ. (2) website:

ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΤΡΙΒΗΣ

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

ΔΙΑΣΠΟΡΑ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ

A3. Το δοχείο του σχήματος 1 είναι γεμάτο με υγρό και κλείνεται με έμβολο Ε στο οποίο ασκείται δύναμη F.

Το μισό του μήκους του σωλήνα, αρκετά μεγάλη απώλεια ύψους.

Συλλογή Ασκήσεων Υδραυλικής Εφαρμογές Ισοζυγίου Μάζας

Κεφάλαιο 7. 7 Σχεδιασμός υποβρυχίων αγωγών διάθεσης υγρών αποβλήτων στη θάλασσα

ΔΙΑΘΕΣΗ ΕΚΡΟΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ

PP οι στατικές πιέσεις στα σημεία Α και Β. Re (2.3) 1. ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ

Υδροδυναμική. Περιγραφή της ροής Μορφές ροών Είδη ροών Εξίσωση συνέχειας Εξίσωση ενέργειας Bernoulli

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

Θέμα Α Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΡΕΥΣΤΑ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ

Πιθανές ερωτήσεις (όχι όλες) με κάποιες λακωνικές απαντήσεις για την προφορική και γραπτή εξέταση Tι είναι ομοιόμορφη ροή (βάθος ροής σταθερό)?

Συγκριτική ανάλυση υποδειγμάτων ποιότητας αέρα, επιφανειακών και υπόγειων υδάτων

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ II

ΕΡΓΑ ΔΙΑΘΕΣΗΣ ΣΤΗ ΘΑΛΑΣΣΑ

Κινηματική ρευστών. Ροή ρευστού = η κίνηση του ρευστού, μέσα στο περιβάλλον του

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

Στο διπλανό σχήμα το έμβολο έχει βάρος Β, διατομή Α και ισορροπεί. Η δύναμη που ασκείται από το υγρό στο έμβολο είναι

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 7-9

ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ

Λαμβάνονται υπόψη οι απώλειες. διατομή και θεώρηση

Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε. / ΤΜΗΜΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ Ι Μαρούσι Καθηγητής Σιδερής Ε.

Η Λ Ι Α Κ Η ΕΝ Ε Ρ Γ Ε Ι Α. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Τοµέας Περιβαλλοντικής Μηχανικής & Επιστήµης ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

ΡΥΠΑΝΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ Υ ΑΤΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΒΥΘΙΣΜΕΝΗ ΕΞΑΠΛΩΣΗ ΛΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΛΙΝΗ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΑΕΡΟΤΟΜΗ

Transcript:

ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ Υ ΡΑΥΛΙΚΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Αγγελίδης Π., Αναπλ. καθηγητής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗ ΑΝΩΣΤΙΚΗ ΦΛΕΒΑ ΜΕΣΑ ΣΕ ΣΤΡΩΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΕΞΑΠΛΩΣΗ

ΕΚΡΟΗ ΛΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΣΤΡΩΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΕΞΑΠΛΩΣΗ

Τυπικό διάγραμμα της πυκνότητας της θάλασσας μήνες, από το Κρητικό Πέλαγος. καλοκαιρινούς

ιαγράμματα αλατότητας συναρτήσει του βάθους στο Κρητικό Πέλαγος, από το 1986 έως το 1996, σε διάφορες χρονικές περιόδους και σε κοντινούς σταθμούς μέτρησης

Eίναι προφανής η χρησιμότητα τύπων που θα μας δώσουν την αραίωση και το μέγιστο ύψος z max στο οποίο σταματά η άνοδος των λυμάτων (δηλαδή η άνοδος του πλουμίου) σαν συνάρτηση των χαρακτηριστικών μεγεθών της εκροής (διάμετρος οπής, πυκνότητα, αρχική ταχύτητα) και της πυκνότητας του περιβάλλοντος. Αναλυτικοί τύποι έχουν αναπτυχθεί μόνο για γραμμική στρωμάτωση του περιβάλλοντος και για γεωμετρία της οπής αξισυμμετρική ή γραμμική (διδιάστατη). Ορίζουμε επίσης τη μεταβλητή ε(z) απότησχέση: g ρε ρπ ε (z) = = ρ H π -g dρ ρ dz π Η αδιάστατη παράμετρος Κ = Μ ε 1/2 / Β καθορίζει τη σχετική σημασία των αρχικών δυνάμεων αδρανείας προς τις ανωστικές δυνάμεις για τη δεδομένη βαθμίδα στρωμάτωσης. Για τιμές της παραμέτρου αυτής μικρότερες από 2, η ανωστική φλέβα συμπεριφέρεται σαν πλούμιο, ενώ για τιμές μεγαλύτερες από 2, σαν φλέβα.

Σύμφωνα με τον Wright (1985), για αξισυμμετρικό πλούμιο (Με 1/2 <2Β) Τερματικό ύψος z max max = z 4.5 Β1/ 4ε-3 / 8 Αραίωση στο τερματικό ύψος z max Όπου c c(z ) 0 3/4-5/8-1 s(z m max) = = 0.80Β ε Q m max ρ -ρ ρ 4 π 0 B= g π 2 πd U0 πd 2 M= U 4 2 0

Σύμφωνα με τον Wright (1985), για αξισυμμετρική φλέβα (Με 1/2 >2Β) Τερματικό ύψος z max 1/4-1/4 z m a x= 3.6 M ε Αραίωση στο τερματικό ύψος z max c 3/4-1/4 s m(z max) = = 0.68 M ε Q c(z m max) Όπου πd 2 M= U 4 2 0 0-1

Ο Briggs (1969) ασχολήθηκε με ένα παραπλήσιο πρόβλημα, την ανύψωση (τερματικό ύψος) του πλουμίου που δημιουργείται από τις θερμές εκπομπές αερίων καμινάδας ή από φωτιές σε συνθήκες ατμοσφαιρικής ευστάθειας, με γραμμική κατανομή πυκνότητας. Πρότεινε για το τερματικό ύψος z max 1/4 3/4 zmax = 3.76B N όπου Ν, μια παράμετρος που χαρακτηρίζει τη γραμμική στρωμάτωση της πυκνότητας, ονομάζεται συχνότητα Brunt-Vaisala και ορίζεται από τη σχέση g dρa N = ρ dz Είναι προφανές ότι Ν=ε 1/2, οπότε ο τύπος του Briggs συμπίπτει με το τύπο Wright, με εξαίρεση τη σταθερά, ηοποία κατά τον Wright είναι 4.5 και όχι 3.76. Από πρακτικής πλευράς και για το είδος αυτό του προβλήματος, μπορούμε να θεωρήσουμε ικανοποιητική την σύγκλιση των δύο προσεγγίσεων. Τα πειράματα του Wright (1985) έγιναν με νερό, σε μικρές δεξαμενές, όπου η άνωση οφειλόταν σε διαφορές αλατότητας. Στη ατμόσφαιρα, λόγω θερμικής ακτινοβολίας ίσως η ροή της άνωσης μειώνεται και αντανακλάται στο μικρότερο συντελεστή για το τερματικό ύψος

Πειραματική επαλήθευση του τύπου του Briggs

ΕΚΡΟΗ ΛΥΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΙΑΧΥΤΗ ΣΕ ΣΤΡΩΜΑΤΙΣΜΕΝΗ ΘΑΛΑΣΣΑ. ΡΟΗ Ι ΙΑΣΤΑΤΗΣ ΑΝΩΣΤΙΚΗΣ ΦΛΕΒΑΣ ΣΕ ΣΤΡΩΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΑΠΟ ΕΚΤΗ Αποχέτευση λυμάτων στη θάλασσα από τις οπές υποβρύχιου αγωγού. Στη φωτογραφία αυτή εμφανίζεται η παγίδευση του πεδίου εξάπλωσης των λυμάτων σε ενδιάμεσο βάθος, μακριά από την ελεύθερη επιφάνεια της θάλασσας. Παρά το γεγονός ότι τα λύματα είναι ελαφρύτερα από το θαλασσινό νερό, η βυθισμένη εξάπλωση επιτυγχάνεται λόγω αύξησης της πυκνότητας του νερού της θάλασσας με το βάθος, ιδίως τους καλοκαιρινούς μήνες. Στο εργαστήριο μελετάται ο κατάλληλος σχεδιασμός των υποβρύχιων αγωγών για να εξασφαλισθεί η καθαρότητα της ελεύθερης επιφάνειας της θάλασσας και των ακτών για διάφορες συνθήκες στρωμάτωσης και ρευμάτων.

Σύμφωνα με τον Wright (1979), για διδιάστατο πλούμιο (Με 1/2 <5Β) Τερματικό ύψος z max z 1/3 max 3.6 / = ε Β 1/2 Αραίωση στο τερματικό ύψος z max c c ( z ) 0 2 / 3-1 /2 s m (z m a x) = = 0.95Β ε Q m m a x -1 Q= αρχική παροχή ανά μέτρο διαχυτή: w U o M= αρχική ροή ορμής ανά μέτρο διαχυτή: wu o 2 ε = βαθμίδα στρωμάτωσης: (-g/ ρ π )(dρ/dz) Β= αρχική ανωστική δύναμη ανά μέτρο διαχυτή B = ρπ -ρ ρπ 0 gwu 0 ρ π = πυκνότητα του θαλασσινού νερού στη θέση εκροής c 0 = συγκέντρωση ρύπου στην εκροή c m (z max )= συγκέντρωση ρύπου στον άξονα της ροής σε απόσταση z max

Σύμφωνα με τον Wright (1979), για διδιάστατο φλέβα (Με 1/2 >5Β) Τερματικό ύψος z max 1/3 M z max= 2.3 ε Αραίωση στο τερματικό ύψος z max c 2/3 0 0.7M s(z m max)= = 1/6 c(z m max) ε Q

ΟΡΙΖΟΝΤΙΑ ΕΞΑΠΛΩΣΗ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΙΑΧΥΤΗ ΣΤΗΝ ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΕΞΑΠΛΩΣΗ ΛΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΛΙΝΗ Τα λύματα καθώς ανέρχονται από τον υποβρύχιο διαχυτή κατακόρυφα προς τα πάνω, προσκρούουν στην ελεύθερη επιφάνεια, οπότε η ορμή τους προκαλεί μια αύξηση της πίεσης, που μετατρέπεται σε μια τοπική υπερύψωση της επιφάνειας. Αυτή η υπερύψωση, μαζί με την ροή της ανωστικής δύναμης αναγκάζουν τα αραιωμένα λύματα να κινηθούν οριζόντια. Η βαθμίδα της πίεσης στην κοντινή περιοχή της επιφανειακής πρόσκρουσης δημιουργεί αρκετή τύρβη και μείξη των αραιωμένων λυμάτων με το θαλασσινό νερό που βρίσκεται από κάτω. Αρκετά μακριά από το σημείο πρόσκρουσης η επιφανειακή εξάπλωση οφείλεται στις ανωστικές δυνάμεις που δημιουργούνται λόγω της οριζόντιας βαθμίδας (μεταβολής) της πυκνότητας ανάμεσα στο θαλασσινό νερό και στα αραιωμένα λύματα. H διαφορά της πυκνότητας ανάμεσα στην επιφανειακή στρώση που εξαπλώνεται και στο θαλασσινό νερό, ελαττώνει σημαντικά την κατακόρυφη μείξη των λυμάτων λόγω των αναπτυσσόμενων (απαγορευτικών) ανωστικών δυνάμεων. Έτσι δημιουργείται στρωματισμένη ροή δύο στρώσεων. Αρκετά μακρύτερα η τύρβη της θάλασσας αναλαμβάνει την τυρβώδη διάχυση και την πλήρη μείξη των λυμάτων με το περιβάλλον.

Είναι προφανές, ότι η πρόβλεψη της συγκέντρωσης των ρυπαντών ή κολοβακτηριδίων στις ακτές εξαρτάται άμεσα από τη μηχανική της επιφανειακής εξάπλωσης. εδομένου ότι τα κολοβακτηρίδια μειώνονται μέσα στο θαλασσινό περιβάλλον (εκθετικά με τον χρόνο), είναι προφανής η χρησιμότητα για τον περιβαλλοντικό μηχανικό εύχρηστων και πειραματικά επαληθευμένων τύπων για την μεταβολή της διαμέτρου της επιφανειακής εξάπλωσης σαν συνάρτηση του χρόνου. Η αύξηση συνεπώς της ακτίνας εξάπλωσης R(t) με το χρόνο εξαρτάται από τις παρακάτω παραμέτρους: i) την αρχική παροχή (ροή όγκου) στο σημείο πρόσκρουσης Q=2π rhu, με διαστάσεις L 3 /T ii) την αρχική ορμή M=Qu, με διαστάσεις L 4 /T 2 iii) την ανωστική ροή β =( ρ / ρ) gq, με διαστάσεις L 4 /T 3 iv) των φυσικών χαρακτηριστικών του υγρού (ιξώδες) ν= μ / ρ v) του χρόνου t Έχουμε συνεπώs για την ακτινική απόσταση: R = R(t,Q,M,β,ν)

Εκτεταμένη πειραματική έρευνα για την επιφανειακή εξάπλωση ρύπων έγινε από τον Chen (1980) και από τον Κωτσοβίνο (1985) στο Εργαστήριο Υδραυλικής του.π.θ. Τα πειραματικά αποτελέσματα έχουν σχεδιασθεί στο ακόλουθο σχήμα χρησιμοποιώντας σαν άξονες τα αδιάστατα μονώνυμα R(t) β 1/4 t 3/4 και (β ν) 1/2 t/q Για (β ν) 1/2 t/q<0.1 εμφανίζεται, ότι το μονώνυμο R(t) β 1/4 t 3/4 παραμένει σταθερό και ίσο περίπου με 0.8, οπότε στην περιοχή αυτή ισχύει η παρακάτω σχέση: R(t) = 0.8 β 1/4 t 3/4 Για τιμές του λόγου (β ν) 1/2 t/q>0.1 βρίσκουμε 1/8Q1/4 R(t) = 0.58 β ν 1/8 t 1/2

Αδιάστατο νομογράφημα για την επιφανειακή, συμμετρική εξάπλωση. Ο αριθμός Reynolds και ο πυκνομετρικός αριθμός Froude υπολογίσθηκαν στην εκροή από τον υποβρύχιο σωλήνα στην πειραματική δεξαμενή. Η συνεχής γραμμή βασίζεται στις εξισώσεις Κωτσοβίνου και Πρωτοπαπαδάκη (1985), ενώ η διακεκομμένη στα πειράματα του Chen (1980).

Το φαινόμενο της επιφανειακής εξάπλωσης είναι στη γενική του μορφή πολύπλοκο και εξαρτάται άμεσα από τη σχέση που έχουν μεταξύ τους η παροχή μάζας και οι ροές της ορμής και της ανωστικής δύναμης της ανωστικής φλέβας καθώς πλησιάζει την επιφάνεια της θάλασσας. Στη συνήθη περίπτωση διάθεσης αστικών λυμάτων από υποβρύχιο αγωγό, η διάθεση γίνεται σε βάθος τέτοιο ώστε να επιτευχθεί ελάχιστη αραίωση στην επιφάνεια της θάλασσας (πάνω από το σημείο εκροής), περίπου 300 φορές. Έτσι η ανωστική φλέβα φθάνει στην επιφάνεια της θάλασσας σαν πλούμιο και οι τύποι που παρουσιάσθηκαν παραπάνω μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη μελέτη σχετικών έργων διάθεσης λυμάτων, για να υπολογισθεί ο χρόνος που θα κάνουν τα λύματα να φθάσουν στην ακτή, πληροφορία που είναι απαραίτητη για να υπολογισθεi ο πιθανός αριθμός των κολοβακτηριδίων.

Παρατηρούμε επί πλέον ότι η αύξηση της διαμέτρου της επιφανειακής εξάπλωσης δεν εξαρτάται (σε πρώτη προσέγγιση) από τον αρχικό πυκνομετρικό αριθμό Froude ή τον αριθμό Reynolds, αλλά μόνο από τις παραμέτρους Q(παροχή) και β (ροή ανωστικής δύναμης). Στο κοντινό πεδίο, όπως αναμενόταν, η εξάπλωση είναι ανεξάρτητη του κινηματικού ιξώδους, ενώ για κάποιο χρόνο μεγαλύτερο από τον λόγο 0.1Q / (β ν) 1/2 οι δυνάμεις ιξώδους εμφανίζονται σαν μια βασική παράμετρος του προβλήματος.