Erosion of a uniform sand bed by continuous and pulsating jets

Abstract

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.