Sığ sulara boşaltım yapan ısıl deniz deşarjlarının birinci seyrelmesinin incelenmesi
An investigation on initial dilution of thermal marine outfalls discharging into shallow receiving waters
Yazar: FATMA DJAMAA
Danışman: DOÇ. DR. SEMİH NEMLİOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Deniz deşarj sistemleri = Marine discharge systems ; Deniz deşarjı = Sea discharge ; Termal deşarj = Thermal discharge

Özet:
Pek çok sanayi tesisinde ısıl işlemler yapılmaktadır. Özellikle deniz kıyılarındaki tesislerde sıcak kaynakların ekonomik bir şekilde soğutulmasında açık devre soğutma suyu sistemlerinden yararlanılmaktadır. Bu durumda sıcak su deşarjları oluşmaktadır. Sıcak su deşarjı deniz ekolojisinde olumsuzluklara neden olabilmektedir. Bu durumun önlenmesi için sıcak su deşarjında alıcı ortam suyunun sıcaklığının değişimi yasalar ile kısıtlanmıştır. Bu sınırlara uyulması için çok delikli ayıcılı ısıl derin deniz deşarjı tesislerinden yararlanılmaktadır. Diğer yandan, ekonomikliğin artırılması için daha sığ derinliklere deşarj istenmektedir. Ancak, sığ ortama sıcak su deşarjı sırasında atıksu jetleri yüzeye daha erken çarpmaktadırlar. Çarpmış haldeki jetlerin birinci seyrelme başarımları tam bilinemediğinden incelenmesine gereksinim duyulmaktadır.
Bu çalışmada, durgun, üniform alıcı su ortamına ΔT0=+5°C başlangıç sıcaklık farkı ile bir deney tankı içerisinde tekil dairesel bir delikten sıcak su deşarjı gerçekleştirilerek sığlaşma sonucu birinci seyrelmenin etkilenme eğilimleri incelenmiştir. Yataya göre deşarj açıları θ=0°, 15°, 30°, 45° ve 60° olan, deşarj deliği üzerindeki su yüksekliği, H=5, 10, 15, 20, 50 cm,  deşarj deliği çapı, d=0,5 cm olup, yoğunluksal Froude sayısı F=20-30 aralığındadır. Rodamin B iz maddesi olarak kullanılmıştır. Bu çalışma sonucunda, derinlik azaldıkça, çarpma noktası uzaklığının kısaldığı, çarpma noktası uzaklığı ile derinlik arasında incelenen tüm yukarı yönlendirme açıları için normalize deneysel sonuçlar ile oluşturulan model arasındaki korelasyonun (R2) minimum ve maksimum sırasıyla 0,9386-0,9822 olduğu belirlendi. Ayrıca, derinlik azaldıkça çarpma noktası seyrelmesinin serbest jetin aynı derinlikteki seyrelmesinden küçük olduğu belirlendi.

Anahtar kelimeler: Sıcak Su Deşarjı, Termal Deşarj, Deniz Deşarjı, Birinci  Seyrelme, Pozitif Yüzerlik, Çarpma Noktası Seyrelmesi.

Abstract:
Thermal processes performed at many of industrial facilities. Open cycle cooling water systems can be economically used for especially thermal sources of near shoreline located facilities. Hot water discharges can be produced such cases. Hot water discharges can have undesired effects on marine ecology. Because of these undesired effects, in order to prevent such condition, temperature change effects in receiving water ambient of thermal discharges are limited by regulations. In order to obey limitations hot water marine outfall systems with multiport diffusers can be used. On the other hand, discharge depths of hot water can be desired as shallower locations because of economic reasons. However, during discharge of how water jets, they hit to the upper boundary of water surface earlier than deeper conditions. Because of initial dilution performances of hot water jets at the impingement point are not exactly known, they need to be investigated.
In this study, effects of shallower depths on initial dilution levels of singular hot water discharge into stagnant and uniform receiving water body with ΔT0=+5°C initial temperature change by a inclined circular port. Port inclination angles were θ=0°, 15°, 30°, 45°, and 60°, port depths were H=5, 10, 15, 20, 50 cm, port diameter was d=0.5cm, and densimetric Froude numbers interwal was between F=20-30. Rhodamine B was used as tracer. According to this study, impact point distance was decreased because of shallower conditions were found. It was also found a mathematical model between experimental normalized impact point distances-port depth results with min and max corelations (R2) 0.9386-0.9822, respectively in all inclination cases. Additionally, it was determined that impact point dilution levels were lower than at the same depth of free hot water jets' initial dilutions.
June 2016, 408 pages.

Keywords: Hot Water Discharge, Thermal Discharge, Marine Outfall, Initial Dilution, Positive Buoyancy, Impact Point Dilution.