Erosion of a uniform sand bed by continuous and pulsating jets

An experimental investigation of erosion of a uniform sand bed by a vertical submerged jet shows that the momentum flux of the jet and the distance between nozzle and sediment determines the rate of scour. Under fully turbulent conditions, the relative dimensions of the scour hole depend only upon the time parameter and the ratio between the fictitious axial jet velocity at the bed and the fall velocity of the sediment particles. There exist two distinct values of this ratio, at which the eroding action of the jet becomes particularly effective. At the same mean volume flux, the erosion rate can be more than doubled by pulsations of the jet velocity. For the relative distance between nozzle and bed investigated, the continuous jet has the least erosion capacity as compared to pulsating jets.L'étude expérimentale de l'affouillement d'un lit de sable nature! par un jet submergé et vertical montre, que la quantité de mouvement et la distance entre la buse et le fond mobile détermine la loi de croissance de l'affouillement. On peut constater que les dimensions relatives de l'affouillement dependent seulement du paramètre de temps et de la vitesse fictive sur l'axe du jet au niveau du fond, par rapport à la vitesse de chute des grains. Pour deux différentes voleurs de la proportion de ces vitesses, il y a un affouillement extrème à cause du jet. Un jet pulsant possède plus que la double capacité d'érosion qu'un jet permanent avec le même débit volume moyen. A la distance recherchée le jet permanent effectue le minimum de volume d'affouillement comparé aux jets pulsants

Untersuchungen am Luftmodell zur strömungstechnisch günstigen Gestaltung von Entnahmebauwerken an Flüssen

Der Bedarf der Industrie an Brauch- und Kühlwasser muß in hochindustrialisierten und dichtbesiedelten Ländern wie der Bundesrepublik Deutschland zu einem großen Teil aus Oberflächenwasser gedeckt werden. Bei der Entnahme von Rohwasser aus fließenden Gewässern läßt sich kaum vermeiden, daß gleichzeitig auch mitgeführte Feststoffe entnommen werden, die durch entsprechende Aufbereitungsmaßnahmen dem Rohwasser entzogen werden müssen. Um Investitionen und Betriebskosten der Reinigungsanlagen auf ein wirtschaftliches Maß zu beschränken, ist es erforderlich, die in den Entnahmestrom gelangenden Feststoffe durch eine hydraulisch günstige Gestaltung des Entnahmebauwerks auf ein Minimum zu reduzieren

Einfluss stationärer und pulsierender Strahlen auf die Erosion eines Sandbetts

Vertikale Strahlen können beim Auftreffen auf bewegliche Sohlen zu beachtlichen Erosionen führen. Zur Vermeidung von Erosionsgefahren an wasserbaulichen Anlagen und zum effektiven Einsatz von Wasserstrahlen bei der Lockerung und Erosion von natürlichen Böden ist eine systematische Untersuchung der Erosionswirkung von Strahlen mit und ohne Geschwindigkeitspulsation erforderlich. Das Teilprojekt B2 im Sonderforschungsbereich 80 ist deshalb der Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Strahlströmung und Erosion gewidmet und soll anhand experimenteller Untersuchungen und analytischer Betrachtungen Erkenntnisse über den Einfluß der Strömungsparameter auf die Erosion liefern

Massenaustausch in Strömungen mit "Totwasserzonen"

Im Rahmen der wasserwirtschaftlichen Nutzung der Oberflächengewässer gewinnt die Frage nach der Wechselwirkung zwischen fließenden und angrenzenden stehenden Gewässern im Hinblick auf die Kontrolle und Erhaltung der Wasserqualität zunehmend an Bedeutung. Der wechselseitige Austausch von Wasserinhaltsstoffen (Suspensionen, Sauerstoff, toxische Stoffe und dgl.) zwischen beiden Wasserkörpern hätngt entscheidend davon ab, ob der Strömungszustand stationär oder instationär ist. Die Kenntnis der Austauschvorgänge in natürlichen Gewässern liefert Ansätze zu strömungsmechanischen Verbesserungen von Gewässergütemodellen. Das Ziel der Untersuchungen ist die experimentelle Bestimmung des Massenaustauschs unter stationären und instationären Strömungsbedingungen für Totwassergebiete unterschiedlicher Größe und Form. Hierbei werden Effekte zufolge von Dichteunterschieden, Windschub und Wellen ausgeschlossen und zunächst nur der Austausch konservativer und hydrodynamisch neutraler wasserlöslicher Stoffe (Farbtracer) bestimmt, Der Austauschprozeß selbst sowie dessen Auswirkung auf das Fließgewässer soll in einem eindimensionalen mathematischen Transportmodell aus Ausgangspunkt für ein Gewässergütemodell näherungsweise simuliert werden

Aus der wasserbaulichen Forschung am Institut für Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung

ln dem vorliegenden Aufsatz wird anhand einiger Beispiele aus dem Wasserbau dargestellt, an welchen Aufgaben und Problemen im Institut für Hydromechanik, Stauanlagen und Wasserversorgung derzeit gearbeitet wird. Das Spektrum des Forschungsprogramms ist erheblich breiter. Eine Reihe von Arbeitsgebieten wurde hier nicht oder kaum angesprochen. Die Ergebnisse der strömungsmechanischen Grundlagenforschung finden nicht nur im Wasserbau Anwendung, sondern auch im konstruktiven Ingenieurbau, in der Verfahrenstechnik und im Maschinenbau

Flow field and scouring effects of steady and pulsating jets impinging on a movable bed : Abschlußbericht B 2

Jets impinging on a movable bed of particles can lead to strong local scouring effects. Submerged jets, which in practice frequently show periodical velocity fluctuations, can either lead to dangerous scouring near hydraulic structures, or be put to technical use due to their strong erosion capacity. Unwanted effects are found, for example, in the erosion of the bottom of navigable waterways by ship propellers, whereas in dredging high velocity jets are successfully used for loosening hardpacked sandy soils, or also for submarine underground-laying of pipes. Furthermore, the flow field of impinging jets is of interest for hovercrafts end for vertical takeoffs, and also for numerous applications in chemical engineering. In order to control the wanted or unwanted scouring effects of impinging jets, it is necessary to know in detail both the flow field and the scouring effect of this flow configuration. Therefore, on experimental investigation of an axi-symetrical, vertical, submerged jet impinging on a horizontal sand bed of uniform grain size was studied. Particular attention was paid to the quantification of the influence of a pulsation of the jet velocity, which under certain geometrical and flow conditions causes en increase of the scouring rates

Hydraulic problems in cooling water recirculating systems of nuclear power plants

Die hydraulischen Probleme beim Entwurf der Bauwerke im druckfreien Teil des Kühlwasserkreislaufs (Entnahme- und Verteilerbauwerk, Kraftschlußbecken, Kühltasse) werden beschrieben. Es werden die Anforderungen an die hydraulische Leistungsfähigkeit des Kühlsystems zur Realisierung von Frischwasser-, Ablauf-, Kreislauf- und Mischkühlung skizziert, sowie versuchstechnische und numerische Lösungsmöglichkeiten an Hand ausgeführter repräsentativer Untersuchungen an bestehenden und geplanten Kraftwerken aufgezeigt.Hydraulic design problems of the structures in the free-surface part of the recirculating system (intake and distribution structure, control weir, cooling tower) are described. The capacity of the cooling system required for realization of once-through cooling, blow-down, recirculation and mixed mode operation is discussed, and experimental and numerical methods of solution are illustrated by means of several representative investigations of existing and planned installations

La Prospección de placeres del oro y otros minerales densos

[eng] Alluvial prospecting is the most widely used method in heavy mineral exploration. Heavy minerals are resistant to meteoric agents. Economically, the most important heavy minerals are: precious metals (gold, silver and platinum group minerals), gems (diamonds, rubies, sapphires, emeralds, etc), the tin base metal group (cassiterite), technologic metals such as titanium (ilmenite and rutile), tungsten (wolframite and scheelite), zirconium (zircon) and the rare earths. The most usual techniques used in alluvial prospecting and the different criteria employed in exploration, mineral benefit and evaluation of alluvial ore deposits known as placers are presented.[cat] La prospecció al.luvionar es un mètode excepcional per la recerca de minerals de interès econòmic, com los minerals densos d'elevada resistència física i química. Entre ells son d' interès els metalls preciosos (or, plata i platí), gemmes (diamant, rubí, zèfirs, maragdes, aigua-marina, etc.), metalls de base com l'estany (cassiterites), minerals tecnològics com el titani (ilmenites i rutils), wolfram (volframita i scheelita), zirconi (zircó), de terres rares (monacites), etc.. En aquest text, és presenten las tècniques mas usuals en Prospecció al.luvionar com la batea, així com els distints criteris a seguir per dur a termini una prospecció, un benefici i una avaluació dels seus jaciments que es coneixen com ¿placeres¿.[spa] La prospección aluvionar es un método excepcional para la búsqueda de minerales de interés económico, como los minerales densos de elevada resistencia físico-química. Entre ellos son de interés los metales preciosos (oro, plata y platinoides), gemas (diamante, rubíes, zafiros, esmeraldas, aguamarinas, etc.), metales de base como el estaño (casiteritas), minerales tecnológicos como el titanio (ilmenitas y rutilos), wólfram (volframita y scheelita), circonio (circón), de tierras raras (monacitas), etc.. En este texto, se presentan las técnicas mas usuales en prospección aluvionar como la batea, así como los distintos criterios a seguir para llevar a cabo una prospección, un beneficio y una evaluación de sus yacimientos que se conocen como ¿placeres¿