hrvatski

Hidrauličko modeliranje pronosa fizikalnih veličina

Cilj istraživanja bio je definiranje graničnih uvjeta mjerila duljina i distorzija hidrauličkog fizikalnog modela sa kojim je još uvijek omogućeno preslikavanje pojave pronosa fizikalnih veličina, posebno ekstenzivnih polja količine gibanja, mase otopljene ili suspendirane tvari i unutrašnje energije iz mjerila fizikalnog modela na prirodu uz zadovoljavajuću točnost i pouzdanost. Za ostvarenje cilja korištena je integralna metodologija istraživanja na matematičkim modelima s numeričkim i analitičkim rješenjima te na hidrauličkom fizikalnom modelu. Na hidrauličkom fizikalnom modelu korišten je široki raspon horizontalnih mjerila duljina i distorzija sa kojima je interpretirana karakteristična inicijalno nestratificirana akvatička sredina - recipijent sa jednolikim i stacionarnim režimima strujanja. Kapljevina sa povećanom koncentracijom odnosno temperaturom obzirom na modelski recipijent upuštana je iz cijevi kružnog poprečnog presjeka, postavljene okomito na horizontalno dno u simetrali kanala pravokutnog poprečnog presjeka. Komparativna analiza rezultata istraživanja na fizikalnom modelu sa rezultatima dobivenim na matematičkim modelima (analitičkim, numeričkim 3D i 2D) te mjerenjima u prirodi pokazala je da se u slučaju korištenja modelske traserske otopine koja ima gustoću manju od recipijenta, mjerilo brzina za upuštanje traserske otopine treba odabrati samo u ovisnosti o mjerilu duljina bez obzira na odabranu distorziju. Time je osigurana bolja točnost prostornog i vremenskog rasporeda koncentracija promatrane fizikalne veličine i u područjima na većoj udaljenosti od mjesta unosa traserske otopine (daleka zona). Dan je genaralni zaključak da fizikalni hidraulički modeli namjenjeni za istraživanje pronosa mase otopljene ili suspendirane tvari i unutrašnje energije sa maksimalnim omjerom mjerila duljina i distorzije Lr/n = 500 uz maksimalnu distorziju n = 5 i Lr = 1500 na ispitivanom rasponu Qrecipijent/Qupuštanja = 1000 – 6000 zadovoljavaju uvjete kvalitetne reprodukcije pojave u prirodi na području daleke zone u mjeri ništa manjoj nego što je to slučaj za 2D i 3D numeričke modele. Iznad tih vrijednosti mjerila duljina i distorzija s jedne strane dolazi do značajnog smjanjenja pouzadosti u provedbi mjerenja i zahtjeva za potrebnom rezolucijom korištene mjerne opreme. Sa druge strane utjecaji efekata fizikalnog modela i efekta mjerila dominiraju nad automodelskim svojstvima samog fizikalnog modela. Na temelju usporedbe vrijednosti koeficijenata turbulentne difuzije dobivenih mjerenjem na fizikalnom modelu i numeričkim simulacijama zaključeno je da se u području daleke zone poremećaj prostornog rasporeda pronošenog polja izazvan distorzijom može držati pod &laquo ; ; kontrolom&raquo ; ; u skladu s provedenom dimenzionalnom analizom. Ovakav zaključak ne vrijedi za slučaj upuštanja traserske otopine sa gustoćom jednakom gustoći modelskog recipijenta. Za taj slučaj na fizikalnim modelima treba svakako upotrijebiti dodatnu hrapavost a njezino kvantificiranje za pojedini fizikalni model treba provesti u sklopu baždarenja svakog pojedinog fizikalnog modela. Utjecaji povećanja mjerila duljine i distorzije te inicjalnih razlika u gustoći između upuštene traserske otopine i recipijenta na pouzdanost mjerenja također su kvantificirani.

Integralno hidrauličko modeliranje; pronos unutrašnje energije; pronos suspendirane i otopljene tvari; akvatička sredina

nije evidentirano