Geri Dön

Açık kanallarda oksijen transferi

Oxygen transfer in open channels

  1. Tez No: 142553
  2. Yazar: SERHAT KÜÇÜKALİ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Oksijen transferi, Hidrolik sıçrama, Hava kabarcıkları, Oxygen Transfer, Hydraulic Jump, Air Bubbles
  7. Yıl: 2003
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Su Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

AÇIK KANALLARDA OKSİJEN TRANSFERİ ÖZET Sudaki çözünmüş oksijen (ÇO), akarsularda suyun kalitesi açısından bakılan en önemli parametrelerden biridir. Sudaki çözünmüş oksijenin akım genelinde veya yersel olarak artışı habitat açısından çok önemlidir. Özellikle sanayileşme ve nüfus artışıyla birlikte birçok akarsudaki kirlenme ve katı madde oranı artmıştır. Bu artış serbest yüzeyden suyun derinliğine doğru aktarılan oksijenin miktarının azalmasına yol açmaktadır. Daha önce yapılan çalışmalarda akarsulardaki ÇO miktarının arttırılması için birçok yapısal çözüm denenmiştir. Bunlar; savaklar (Kim ve Walters, 2001), dolu savaklar (Chanson, 1990), basamaklı yapılar (Toombes ve Chanson, 2000) v.b. Bu su yapıları, akarsulardaki çözünmüş oksijen miktarını arttırmalarına rağmen, doğayla dost oldukları söylenemez. Bu yapılar akarsulardaki akımın ikiye bölünmesi veya membayla mansap arasındaki ilişkinin kesilmesi gibi çevresel sorunlara yol açmaktadırlar. Akarsulardaki ÇO miktarının arttırılması için ekolojik hayatı olumsuz yönde etkilemeden, doğada mevcut bazı düzenekler vardır. Bunlar akarsu içinde yer alan büyük taş parçalarıdır. Bu taş parçaları akım rejiminde önemli etkilere yol açmakta, oksijen transferi için gerekli olan hidrolik sıçrama, çevrinti ve ters akımların oluşması gibi hidrolik koşulları ortaya çıkarmaktadırlar. Bu çalışmada, ÇO değerleri değişik taş düzenekleri, su yüksekliği ve taban pürüzlülükleri gibi değişkenlerin dikkate alınmasıyla kanala yerleştirilmiş taşların memba ve mansabında ve taş çevrelerinde yersel olarak ölçülmüştür. Deneyler 0.5 m genişliğinde, 0.45 m yüksekliğinde ve 17 m uzunluğundaki tabanı yatay olan açık kanalda yapılmıştır. ÇO ölçümleri OXI 3000 oksijen metre aletiyle, hız ölçümleri ise Tip 400, model 403 mikro muline aletiyle yapılmıştır. Deneyler dört farklı su derinliğinde, iki farklı taş düzeneğinde ve üç farklı taban pürüzlülüğünde gerçekleştirilmiştir. Hız dağılımları taş düzenekleri akımda yokken, her bir taban pürüzlülüğünde ve akım koşullarında tespit edilmiştir. Sonuçlar açık kanaldaki ölçüm bölgesinde yapılan ölçümlerle oksijen verim katsayısın hesaplanmasıyla sunulmuştur. Oksijen verim katsayısı, E; E=(CuCD)/(CsCD) (1) Şeklidedir.Burada; Cs, havadaki oksijen konsantrasyonu, Cu, memba bölgesindeki oksijen konsantrasyonu, CD, mansap bölgesindeki oksijen konsantrasyonudur. XIIAyrıca membayla taş çevrelerinde elde edilen en yüksek oksijen konsantrasyonu arasında aynı formül kullanılarak oksijen verim katsayısı elde edilmiş, 4 farklı eksendeki değişimleri verilmiştir. Ayrıca taş düzenekleri çevresinde elde edilen ÇO dağılımları eş oksijen eğrileriyle gösterilmiştir (Şekil 1). 110 100 Deney No = 17 * Taş Düzeneği = 2 ve 3 numaralı doğal taşlar k = 0 mm, D = 14.90 cm Q = 7.2 İt/s, Uort =14.60 cm/s, h = 9.86 cm Thava : 26 C, Tsu :=25.6 C Cs=8.08 mg/L, C" = 7.64 mg/L, Cd = 7.79 mg/L, Cmak = 7.94 mg/L E : 0.34, Emak : 0.68, r : 1.52, rmak : 3.14 Şekil 1. Taşlar çevresindeki oksijen dağılımı ÇO (mg/L)

Özet (Çeviri)

OXYGEN TRANSFER IN OPEN CHANNELS ABSTRACT Dissolved oxygen (DO) is one of the most important parameter in streams for environmental issues. Improving the dissolved oxygen in the streams locally or align of the stream is very important for habitat. Especially, after the watersheds get urbanized fine sediment ratio in the most of the streams has been increased. This causes a decrease on the penetration of the oxygen that comes form free surface towards to bottom. In the literature, there were many structural solutions such as weirs (Kim and Walters, 2001), hydraulic jump (Chanson H, 1994), spillways (Chanson, 1990), cascades (Toombes and Chanson, 2000) etc. to be applied for increasing DO in the stream. Although, they improve the DO values in the streams, they are not friendly structures with nature and sometimes causes some another environmental problems such as split out river into two different part and cut the relation between down and upstream. There is more“friendly”and“natural”solution that they could be applied than structural solution mostly based on the natural arrangements in the streams for increasing the DO values locally and align the streams such as replacing boulders in the stream. They could be replaced at various configurations (single two similar or two different size boulders). They cause significant effects at flow regime such as towards the regime sub critical to upper critical, vortex formation wake side of the boulders etc. In the present study, DO values were measured upstream and downstream of the stream under the various flow conditions and efficiency of the system was evaluated for different flow depth and various boulder configurations. Beside that, DO measurements were also conducted around the boulders systemically for determining local DO distribution in measurement section. These measurements clearly indicated possible habitat grown area that had“richer”oxygen around the boulders. The experiments were carried out in a water flume 0.5 m wide 0.5 m wide and 17m long. DO measurements were conducted by OXI 3000 oxygen meter, velocity measurement were realized by using acoustic Doppler. The current was achieved by re-circulating water in the flume. Experiments were realized at four different water depths, two different boulder conditions and three different bed roughnesses. Velocity distribution was determined at the undisturbed flow condition (no boulders) for each roughness and flow conditions. XIVThe results are presented by oxygen transfer efficiency (E) for upstream and downstream measurements. Oxygen transfer efficiency, E; E-fdrCuMCs-Cu) (1) where; Cs, Cu and Co saturation, upstream and downstream oxygen concentrations (mg/L) respectively. Oxygen transfer efficiency between upstream and maximum DO value also was calculated around the boulders by using same procudure results are presented with transfer efficiency graphics at the four differnt line using along the flume and also contour lines of oxygen distribution around the boulder (Fig.l). 110 100 Run No = 17 Configration = 2 ve 3 boulders k = 0 mm, D = 14.90 cm Q = 7.2 lt/s, Uort = 14.60 cm/s, h= 9.86 cm * air“.*”*--5 A water ~ 25.0 C- Cs= 8.08 mg/L, Cu = 7.64 mg/L, Cd = 7.79 mg/L, Cmak = 7.94 mg/L E = 0.34, Emak= 0.68, r =1.52, rmak = 3.14 DO (mg/L) Fig.l. Oxygen distrubution around the boulders

Benzer Tezler

  1. Tez No

    216824

    Hidrolik sıçramanın havalandırma verimliliğinin incelenmesi

    Investigation of hydraulic jump self-aeration process

    SERHAT KÜÇÜKALİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kıyı Bilimleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. ŞEVKET ÇOKGÖR

  2. Tez No

    93708

    Akışkan yatakta gazlaştırma

    Fluidized-bed gasification

    BEKİR ALİ BAYAZITOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. ÜMİT DOĞAY ARINÇ

  3. Tez No

    222800

    Gümüşköy (Ulukışla-Niğde) curuflarının asit maden drenajı oluşturma potansiyeli ve çevreye etkisinin incelenmesi

    Investigation of potantial of acid mine drainage formation around Gümüşköy (Ulukışla-Niğde) slag pile and its enviromental impact

    GÖKHAN KELEBEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Jeoloji MühendisliğiNiğde Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. ABDURRAHMAN LERMİ

  4. Tez No

    85327

    Açık kanallarda yavaş değişen akım su yüzeyi profilleri hesaplama yöntemlerinin karşılaştırmalı değerlendirmesi

    Comparing of calculated methods for gradually varied flow water surface profiles in open channel

    ŞEVKET BARUTÇUOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    İnşaat MühendisliğiHarran Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT SERT

  5. Tez No

    120223

    Açık kanallarda oluşan kararsız akımların incelenmesi

    Investigation of unsteady flow farming in open channels

    ALPER SEZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BİROL KAYA

Geri Dön