Investigation of Bed Shear Stress in Flushing Systems

Student thesis: Master thesis (including HD thesis)

  • Emil Aagaard Thomsen
4. term, Water and Environment, Master (Master Programme)
I dette projekt undersøges de forskydningsspændingerne, der opstår i skyllesystemer under skylning. Ved almindelig rørdimensionering anvendes ofte teori med forudsætning om stationær og ensformig strømning. Denne forudsætning er ikke overholdt i alle dele af flowet i et skyllesystem, og det er derfor usikkert om simpel teori kan anvendes til at beskrive alle flowområder under et skyl. Hastighedsgradienterne vil være store i starten og efterhånden flade ud som funktion af ledningens modstand på flowet. Forskydningsspændingerne vil dermed variere eksponentielt fra start til slut i ledningen, og det undersøges hvordan dette forløb kan beregnes.

I projektet opstilles et praktisk forsøg til validering af den numeriske model opstillet i programmet Mike Urban. Det undersøges herefter, om den numeriske 1D-model kan beskrive bølgerne lavet i forsøget, og de forskydningsspændinger der opstår som funktion heraf. I forsøget udføres forsøg med sediment udlagt i kanalen, for at undersøge sammenhængen mellem anvendt skyllevolumen og den transporterede mængde sediment. Transporten kan efterfølgende sammenlignes med de forskydningsspændinger der udregnes igennem forskellige teorier og Mike Urbans indbyggede beregningsmodul.

Det viser sig, at forskydningsspændingerne i starten af systemet er langt højere end først udregnet ved simpel bundforskydnings teori. Dette kommer som følge af de høje hastigheder i starten af systemet, når der frigives en stor mængde vand over kort tid. Anvendelsen af Mike Urbans sediment transport modul viste sig at være begrænset af de høje forskydningsspændinger i starten, og modulet kan derfor først anvendes efter en vis dæmpningsperiode af skyllebølgen.

Til sidst udarbejdes et kort casestudy på Damhusledningen i København, hvor erfaringerne fra forsøget og modelleringen heraf anvendes i en praktisk sammenhæng. Undersøgelsen viser, at forskydningsspændingen følger de samme tendenser som i det opstillede forsøg med hensyn til de høje forskydningsspændinger i starten, og dæmpningsperioden af bølgen.
LanguageDanish
Publication date10 Jun 2015
Number of pages69
ID: 213890954