Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 29

Pronos u akvatičnim sredinama (Podmorski ispusti) PowerPoint PPT Presentation


  • 63 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Pronos u akvatičnim sredinama (Podmorski ispusti). Morski ispust. Primjer splitskog kanalizacionog sustava sa četiri podmorska ispusta. Fizikalni – hidraulički model zajedničkog rada više podmorskih ispusta. Oblak efluenta. Usporedba postojećeg i budućeg režima ispuštanja.

Download Presentation

Pronos u akvatičnim sredinama (Podmorski ispusti)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Pronos u akvatičnim sredinama(Podmorski ispusti)

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Morski ispust

Morski ispust

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Primjer splitskog kanalizacionog sustava sa četiri podmorska ispusta

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Fizikalni – hidraulički model zajedničkog rada

više podmorskih ispusta

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Oblak efluenta

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Usporedba postojećeg i

budućeg režima ispuštanja

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Promjena temperature i slanosti po dubini ljetni period u splitskom akvatoriju

Promjena temperature i slanosti po dubini (ljetni period) u Splitskom akvatoriju

Osim intenziteta

mijenja se i smjer

brzine

Na modelu treba definirati polje koncentracija nizvodno od podmorskog ispusta koje ovisi o

- karakteristikama ispusta i karakteristike recipienta (mora)

- silama u pojedinim područjima uz ispust i nizvodno od njega

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Sloj diskontinuiteta temperature, slanosti i gustoće

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Primjer stratifikacije

Zone sa rjeđim recipientom

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Zone irenja efluenta

Zone širenja efluenta

Zona 1 - hidraulički mlaz.Razlika u brzini

formira turbulentno strujanje i intenzivno

mješanje.To je područje neposredno iza

sapnice koje se proteže do 10 D

Zona 2 - blisko poljekoje se proteže od

cca 10 D do 300 D. Dominantne su

inercijalne sile u mlazu, uzgonske sile, brzine

morskih struja i moguća prirodna

stratificiranosti recipienta.

Zona 3 -daleko polje

Dominantnu ulogu u procesa miješanja ima

hrapavost i konfiguracija dna te eventualno

obalna linija. Pronos tvari je posljedica

morskih struja. Modeliranje ovog procesa

se provodi pod istim uvjetima koji vrijede

i za otvoreno korito.

Zona 4 -regionalno širenje zagađivala

Na pronos dominantno utječu difuzija i

disperzija zbog morskih struja.Ovo mješanje

je posljedica turbulencije i formiranja

sekundarnih vrtloga (relativno pasivno)

Film: Podmorski ispust Derlay

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Oblak efluenta za mlaz pod utjecajem uzgona u stratificiranom fluidu

različite brzine kretanja

Dominantne inercijalne sile - mlaz

Dominantne uzgonske sile – oblak

Utjecaj i uzgonskoih i inercijalnih sila - perjanica

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Irenje efluenta u stacionarnoj uniformnoj sredini

Širenje efluenta u stacionarnoj uniformnoj sredini

Za sve slučajeve u kojima se promatra širenje mlaza se mogu usvojiti slijedeće pretpostavke:

1) Tok je nestišljiv i turbulentan

2)Promjene gustoće fluida duž toka su zanemarivo male u odnosu na referentnu gustoću. To znači da iako su razlike u gustoći značajne za analizu uzgona, njihova promjena može biti zanemarena u razmatranju inercijalnih sila. Referentna gustoća je gustoća mora na razini ispusta. U ovom poglavlju će se usvojiti da je gustoća mora konstantna.

3)Pretpostavit će se da je gustoća vode u lineranoj vezi sa temperaturom ili salinitetom. Ta pretpostavka je odgovarajuća u slučajevima uobičajenih raspona saliniteta ili temperature. Ova pretpostavka ne vrijedi u slučaju da se temperatura vode približi vrijednosti od 40C pri kojoj je gustoća najveća.

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Osnosimetri an mlaz

Osnosimetričan mlaz

U slučaju da postoji mlaz (u kojem nema uzgona već samo

količina gibanja), na udaljenosti z od otvora će brzina u osi mlaza

biti definirana jednadžbom:

pri čemu je :

U0brzina na otvoru (izlazu)

brzina na udaljenosti z od otvora

Kjukonstanta definirana eksperimentalno

dppromjer otvora kroz koji se odvija istjecanje

Film: Mlaz1

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Radijus mlaza (b) je definiran jednadžbom

a koncentracija u osi mlaza

pri čemu je:

zudaljenost promatranog profila od sapnice

dppromjer otvora kroz koji se odvija istjecanje

Ckoncentracija trasera u osi mlaza

C0koncentracija trasera na mjestu istjecanja (otvor)

Kjukonstanta definirana eksperimentalno (Papanicolaou 1984) (Kju = 7.57)

Kjbkonstanta definirana eksperimentalno (Papanicolaou 1984) (Kjb = 0.11)

Kjc konstanta definirana eksperimentalno (Papanicolaou 1984) (Kjc = 6.06)

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Formiranje mlaza

Promatrajući mlaz koji izlazi iz sapnice mogu se naglasiti

slijedeća zapažanja:

1) postoji početna zona u kojoj se profil brzina mijenja

od profila koji je karakterističan za strujanje u cijevi do

profila brzina koji je karakterističan za mlaz.

Ova zona se naziva zona uspostave toka i proteže se

u duljini od sedam promjera sapnice.

2) tok je u potpunosti turbulentan što znači da ne ovisi o

vrijednosti Reynoldsovog broja, a brzina, koncentracija

i gustoća se mogu prikazati kao zbroj srednje vrijednosti

i odstupanja od nje.

3) u području izvan zone uspostave toka se uočava da je

dominantno tečenje u smjeru vektora brzine a izrazito

slabo u smjeru okomitom na njega. To ima za posljedicu

da su promjene koncentracije i gustoće (topline) u smjeru

toka za red veličine manje nego promjene okomito

na smjer toka.

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Bezdimenzionalni prikaz profila brzina

okomito na smjer toka

pri čemu je

brzina u osi mlaza (srednja vrijednost)

rudaljenost od osi mlaza

bradius na kojem je srednja vrijednost brzine /e

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Bezdimenzionalni prikaz profila koncentracija

okomito na smjer toka

pri čemu je:

srednja vrijednost koncentracije (vremenski osrednjena)

λmjera razlike u širenju brzine i koncentracije

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Bezdimenzionalni prikaz intenziteta turbulencije

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Osnosimetri ni oblak

Osnosimetrični oblak

pri čemu je sa υ označen koeficijent kinematske viskoznosti fluida.

Sa udaljavanjem oblaka od izvora, tok će biti u potpunosti turbulentan i neovisan o viskoznosti υte se nakon dimenzionalne analize dobiva:

ili zapisano na uobičajeni način:

pri čemu je Fro Froudeov broj gustoće u točci formiranja oblaka (Uo/(Δodp)0.5) a Δo je uzgonska sila na ispustu.

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Odnos promjera oblaka (b) i udaljenosti oblaka od izvora (z)

Prosječna vrijednost uzgonske sile se može izraziti kao

ili kao odnos (prosječne) vrijednosti uzgonske sile prema početnoj uzgonskoj sili

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Hidrodinami ka disperzija u moru

Hidrodinamička disperzija u moru

Disperzija trasera uslijed turbulencije se može zapisati u obliku:

pri čemu je:

qcmaseni protok promatrane tvari

ε koeficijent turbulentne difuzije

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

U uvjetima pronosa u kojem sudjeluje i turbulentna difuzija, ε je konstantna te jednadžba poprima oblik:

U slučaju da se u fluid koji se kreće u smjeru osi x konstantnom brzinom u te da se u takav tok trenutno upusti određena količina efluenta, jednadžba pronosa ima rješenje u obliku:

pri čemu je Qcintenzitet izvora tvari po jedinici dubine

Niz mjerenja je pokazalo da je koeficijent turbulentne difuzije izmjeren na područjima udaljenim od morskih obala proporcionalni sa l 4/3 tako da se njegova vrijednost za otvoreno more može definirat:

pri čemu je α = 0.0001  0.0005.

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Promjena horizontalne difuzivnosti (ε) u otvorenom moru u ovisnosti o mjerilu

(veličini oblaka)

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Modeliranje irenja oblaka efluenta

Modeliranje širenja oblaka efluenta

  • Za modeliranje širenja efluenta ispuštenog kroz podmorski ispust je potrebno prikupiti niz podataka koji se mogu grupirati u nekoliko skupina:

  • 1) Geografske informacije.  

  • 2) Podaci o izmjeni plime i oseke  

  • 3) Podaci o morskim strujama  

  • 4) Podaci o koeficijentu disperzije (difuzivnosti).

  • 5) Podaci o razgradnji pojedinih supstanci (podaci o odumiranju bakterija, ....)

  • 6) Učestalost, intenzitet i smjer morskih struja i dominantnih vjetrova

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Numeri ki model navier stokesova jednad ba

Numerički model(Navier-Stokesova jednadžba)

Coriollisov parametar

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

te vrijedi jednadžba kontinuiteta

pri čemu je:

x,yKartezijeve koordinate u horizontalnoj ravnini

zKartezijeva koordinata u vertikalnom smjeru ( pozitivna u smjeru prema gore)

u,v,wkomponente vektora brzine

tvrijeme

ΩKoriolisov parametar

ptlak

ρgustoća vode

τkomponenta tenzora naprezanja

Osim ovih jednadžbi potrebno je poznavati i početne i rubne uvijete. To su brzine, vjetar, temperatura,....

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Jednadžba pronosa

pri čemu je

ckoncentracija

kkoeficijent raspadanja za nekonzervativne supstance

Ssizvor efluenta

Metode rješavanja

- metoda konačnih diferencija

- metoda konačnih elemenata

- metoda čestica

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


Pronos u akvati nim sredinama podmorski ispusti

Film: venecija.mpg

Gjetvaj - Hidraulika 2012/13


  • Login