بررسی عددی تاثیر دما و دبی جریان بر پدیده ی کاویتاسیون در سرریزها

یکی از مشکلاتی که سرریز سدها را تهدید مییکند پدیده ی کاویتاسیون است. به طور کلی کاویتاسیون به صورت رخداد شکل گیری حباب یا حفره در یک مایع تعریف می شود. لذا در مطالعه ی حاضر به بررسی تاثیر فشار بخار مایع جهت اعمال کاویتاسیون (برای دمای 20 و 30 درجه با فشار معادل برابر 2338/8 و 4245/5 پاسکال) و دبی جریان (2100 و 2850 مترمکعب بر ثانیه) بر پدیده ی کاویتاسیون سرریز سد جره با استفاده از نرم افزار Fluent پرداخته می شود. مدل آشفتگی بکار رفته در این مطالعه از نوع K-ε با مدل های استاندارد می باشد. در نهایت پس از تجزیه و تحلیل، خروجی هایی نظیر نمودار فشار، نمودار سرعت و نمودار شاخص کاویتاسیون می باشد، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در حالت دبی عبوری 2850 مترمکعب بر ثانیه سرریز حالت تقریبا بحرانی داشته و مقادیر شاخص کاویتاسیون نزدیک به محدوده غیرمجاز شده است. البته نتایج حاصل قطعیت وقوع پدیده ی کاویتاسیون را نشان نمی دهد زیرا در چند نقطه از طول سرریز به محدوده بحرانی نزدیک شده اما در مابقی طول سرریز فاصله با محدوه ی بحرانی زیاد بوده است. از سوی دیگر با افزایش دمای تبخیر آب که موجب افزایش فشار تبخیر سیال می گردد، موجب افزایش پدیده ی کاویتاسیون در سرریز می شود. بنابراین افزایش دما که مقدار هد ناشی از فشار بخار سیال را افزایش دهد، هرچه دما بیشتر باشد در نتیجه فشار اشباع متناظر به آن بیشتر خواهد شد و در نتیجه احتمال بیشتر شدن این فشار نسبت به فشار اولیه افزایش می یابد.

Keywords:

شاخص کاویتاسیون , سرریز پلکانی , نرم افزار Fluent