L’obiettivo del presente lavoro è lo studio, mediante esperimenti di laboratorio, del mescolamento asso-ciato ad una corrente di gravità che si muove lungo un piano inclinato ed in ambiente rotante. Gli espe-rimenti sono stati condotti utilizzando una vasca parallelepipeda montata su un tavolo rotante. La vasca è stata riempita di acqua dolce, fluido ambiente, e all’interno di essa è stato posizionato un piano inclinato. La corrente di gravità è stata generata immettendo sul piano inclinato, mediante un pompa, un fluido a densità superiore al fluido ambiente. Tutti gli esperimenti sono stati filmati dall’alto mediante una telecamera montata solidalmente alla vasca. Durante gli esperimenti la corrente di gravità si è propagata lungo il piano inclinato, producendo un mescolamento dovuto all’ “entrainment” del fluido ambiente. Sono state condotte differenti prove sperimentali variando la pendenza del piano inclinato, la velocità di rotazione, la portata e la densità iniziale della corrente. Al variare delle condizioni sperimentali si sono osservati quattro regimi di moto della corrente: regime laminare, regime delle onde (frangenti e non), regime dei vortici e regime turbolento. Al termine di tutte le prove si è misurata la densità della corrente di gravità e quindi si è valutato il mescolamento al termine del percorso lungo il piano inclinato. All’aumentare della pendenza del fondo si è osservato un aumento del mescolamento associato al regime di onde che frangendosi producevano maggiore “entrainment” di fluido ambiente da parte della corrente di gravità. Per i valori più elevati della pendenza del fondo, la corrente di gravità non è risultata completamente mescolata con il fluido ambiente. Per una serie di prove si è valutato anche il mescolamento in diversi punti posizionati lungo il percorso della corrente, confrontando il risultato con la teoria del mescolamento di un “plume” verticale e turbolento fornita da Turner (1973). I risultati sperimentali risultano in accordo con la teoria di Turner nel caso di una corrente di gravità in regime di moto turbolento. Al contrario, quando il regime di moto della corrente è di tipo laminare-onde, la teoria di Turner non è più adatta a modellare il mescolamento lungo il percorso della corrente stessa.
Adduce, C., Cenedese, C. (2006). Indagine sperimentale sul mescolamento di una corrente densa su un piano inclinato. In XXX Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche. ROMA : Casa Editrice Università La Sapienza.
Indagine sperimentale sul mescolamento di una corrente densa su un piano inclinato
ADDUCE, Claudia;
2006-01-01
Abstract
L’obiettivo del presente lavoro è lo studio, mediante esperimenti di laboratorio, del mescolamento asso-ciato ad una corrente di gravità che si muove lungo un piano inclinato ed in ambiente rotante. Gli espe-rimenti sono stati condotti utilizzando una vasca parallelepipeda montata su un tavolo rotante. La vasca è stata riempita di acqua dolce, fluido ambiente, e all’interno di essa è stato posizionato un piano inclinato. La corrente di gravità è stata generata immettendo sul piano inclinato, mediante un pompa, un fluido a densità superiore al fluido ambiente. Tutti gli esperimenti sono stati filmati dall’alto mediante una telecamera montata solidalmente alla vasca. Durante gli esperimenti la corrente di gravità si è propagata lungo il piano inclinato, producendo un mescolamento dovuto all’ “entrainment” del fluido ambiente. Sono state condotte differenti prove sperimentali variando la pendenza del piano inclinato, la velocità di rotazione, la portata e la densità iniziale della corrente. Al variare delle condizioni sperimentali si sono osservati quattro regimi di moto della corrente: regime laminare, regime delle onde (frangenti e non), regime dei vortici e regime turbolento. Al termine di tutte le prove si è misurata la densità della corrente di gravità e quindi si è valutato il mescolamento al termine del percorso lungo il piano inclinato. All’aumentare della pendenza del fondo si è osservato un aumento del mescolamento associato al regime di onde che frangendosi producevano maggiore “entrainment” di fluido ambiente da parte della corrente di gravità. Per i valori più elevati della pendenza del fondo, la corrente di gravità non è risultata completamente mescolata con il fluido ambiente. Per una serie di prove si è valutato anche il mescolamento in diversi punti posizionati lungo il percorso della corrente, confrontando il risultato con la teoria del mescolamento di un “plume” verticale e turbolento fornita da Turner (1973). I risultati sperimentali risultano in accordo con la teoria di Turner nel caso di una corrente di gravità in regime di moto turbolento. Al contrario, quando il regime di moto della corrente è di tipo laminare-onde, la teoria di Turner non è più adatta a modellare il mescolamento lungo il percorso della corrente stessa.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
