Hydrodynamic behaviour of desalination brine discharges in the marine environment
Yoğun atık suyun deniz ortamındaki hidrodinamik davranışının incelenmesi
- Tez No: 398091
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ŞAFAK NUR ERTÜRK BOZKURTOĞLU, PROF. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 248
Özet
Tuzdan arındırma tesisleri özellikle kurak bölgeler için oldukça önemli olan su sorununu çözmeleri nedeniyle çevresel olarak zararlı olmadıkları izlenimini uyandırsalar da inşaat ve işletme aşamalarında çevreye önemli derecede olumsuz etkileri olan tesislerdir. Tuzluluk oranı yüksek yüzey ve yeraltı sularının arıtılması işlemi sonucunda içerisinden suyu alınmış, daha yüksek tuzluluk oranına sahip ve dolayısıyla daha yoğun bir atıksu (brine) atık olarak ortaya çıkmaktadır. Özellikle deniz suyunun tuzdan arındırılması sonucu oluşan yoğun atıksuyun denize deşarjı en az maliyetli yöntem olması nedeniyle tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında yoğun atıksuların deniz ortamındaki davranışı deneysel ve sayısal olarak farklı koşullar için incelenmiştir. Birinci kısım deneysel çalışmada, durgun haldeki bir tuzlu su tabakasının düzenli dalga etkisinde davranışı incelenmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmada sisteme verilen dalga enerjisinin tabandaki tuzlu su tabakasının düşey yönde karışımına neden olduğu ortaya konulmuştur. Gerçekleştirilen ikinci set deneylerde, yatay olarak tabandan belirli yükseklikte deşarj edilen bir yoğun atıksu jetinin dalga ile aynı ve zıt yönlerde deşarjını inceleyen deneyler gerçekleştirilmiştir. Söz konusu deneylerde, dalga hareketinin deşarj edilen jetin salınımına ve tabana etki noktasının lokasyonunu ötelediği belirlenmiştir. Aynı zamanda, deşarj noktasının dalga ilerlemesine göre yönünün deşarj edilen yoğun atıksuyun şekli, kalınlığı ve hızında etkili olduğu belirlenmiştir. Yapılan üçüncü kısım deneysel çalışmada 45° ve 60° açı ile deşarj edilen yoğun atıksuyun düzenli dalga koşullarındaki davranışı incelenmiştir. Söz konusu deneylerde, dalga hareketinin jetin maksimum yükselme noktası, etki noktası ve ilerlemesi üzerinde etkili olduğu ortaya konulmuştur. Çalışmanın sayısal kısmında, yoğun atıksuların yakın-alan yayılımının modellenmesinde kullanılan integral modellerinin (CORJET, UM3 ve JETLAG) çok noktalı deşarj sistemleri ile deşarj edilen yoğun atıksuyun modellenmesinde uygunlukları değerlendirilmiştir. Model sonuçlarını değerlendirmek için, literatürde yer alan deneysel bir çalışmada elde edilmiş olan ampirik denklemler kullanılmıştır. Deşarj noktaları arasındaki uzaklığın geniş olup jetlerin birleşmediği durumda her üç model de literatüre uygun sonuçlar vermekte, jetlerin birleşmesi durumunda ise deneysel çalışma ile uyumlu sonuçlar alınamamaktadır. Çalışmanın son kısmında, yoğunluk akıntılarının 2-boyutlu ve 3-boyutlu yayılımını uzaklık boyunca modelleyen iki program yazılmıştır. Söz konusu programlar ilgili denklemleri çeşitli kabuller ile basitleştirilmiş olarak çözmekte olup, deşarj sistemlerinin ön dizayn aşamasında oluşacak tabakanın özelliklerinin basitçe belirlenebilmesi amacıyla oluşturulmuştur. Ancak, daha ileri aşamada ileri modelleme teknikleri kullanılması gereklidir.
Özet (Çeviri)
Brine is a dense effluent sourced from desalination plants that produce drinking and industrial water by seperating salt content of seawater or groundwater. Discharge of brine to the surface waters via outfalls is the most common method of brine disposal because of generally being the most feasible method. In this study, hydrodynamic behaviour of brine discharges under regular wave effect was analysed experimentally in three different configurations. In the first part of the experimental study, mixing of a stagnant salt layer with the effect of waves was considered. Measured vertical salinity profiles and calculations showed that the external wave energy added to the water column caused rising of potential energy which was observed in the form of thicker salt layers. In the second part of the experimental study, a single port, horizontal brine discharge was taken into consideration. It was determined that the wave motion cause oscillation of discharged jet and shifted its impingement point to the bottom compared to stagnant ambient water. It was determined that discharge direction to wave propagation is an important parameter which effects shape, thickness and propagation speed. In the third part of the experimental study, inclined dense jet (45° ve 60° ) discharge was analysed under regular wave conditions. It was determined that wave motion affects terminal rise height and impingement point of dense jets. In addition, propagation rate of dense layer in transitional zone was under the effect of wave motion. It was determined that the wave motion contributed to the propagation with its horizontal velocity component. The results for stagnant ambient were confirmed this finding, too. In addition to experimental studies, widely used entrainment models (CORMIX, UM3 and JETLAG) for brine discharges evaluated in the context of multiport brine discharges. It was determined that, mentioned models give meaningful results in the case of not merging jets with large port spaces between them. Otherwise, they are not compatible with experimental data. Lastly, two simple programmes, that roughly simulate density current spreading, were developped as a pre-design tool.
Benzer Tezler
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Investigation of the hydrodynamic behaviour of double acting intensifier
Çift etkili basınç yükselticinin hidrodinamik davranışının incelenmesi
BÜLENT YANIKTEPE
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Dolaşımlı akışkan yatağın hidrodinamik, yanma ve emisyon özelliklerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the hydrodynamic combustion and emission properties of a circulating fluidized bed
HÜSEYİN TOPAL
Doktora
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DURMAZ
- Dolaşımlı akışkan yatak deney sisteminin kurulması ve akışkanlaşma davranışının incelenmesi
Construction of a circulating fluidized bed test system and investigation of fluidization behaviour
TANJU ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DURMAZ
- The benefit of unsteady flow modeling with 1D finite element to determine the flood hazard maps in urban water courses
Kentsel su kaynaklarında taşkın tehlikesi haritalarının belirlenmesinde 1 boyutlu sonlu elemanlarla kararsız akış modellemesinin faydası
ÜNAL ŞEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
İnşaat MühendisliğiTechnische Universität Hamburg-HarburgKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERİK PASCHE