تبررسی آزمایشگاهی تاثیر زبری جداره کانال بر روی الگوی جریان در قوس ۹۰ درجه تند

تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر زبری جدارهی کانال بر روی الگوی جریان در قوس ۹۰ درجه تند با نسبت شعاع انحنا خط مرکزی به عرض ۲ و مقطع عرضی مستطیلی انجام شد. آزمایش­ها در دو شرایط مختلف جریان با اعداد فرود ۱۷/۰ و ۴/۰ و دو اندازه زبری۵/۰ و ۵ میلی­متر انجام گرفت. در هر آزمایش و در طول قوس مولفه های سه بعدی سرعت جریان در ۵۷۶ نقطه اندازه گیری شد. ترسیم بردارهای سرعت و الگوی جریان با استفاده از نرم افزارهای  SURFERو TECPLOT انجام گرفت. نتایج نشان داد که ناحیه حداکثر سرعت در ابتدا سمت جداره داخلی بوده و سپس به تدریج به سمت جداره خارجی جابجا شده به طوری که در انتهای پیچ کاملا در نزدیکی جداره خارجی می­باشد. همچنین با مقایسه الگوی جریان در دو زبری نتایج نشان داد که با افزایش زبری قدرت جریان­های ثانویه کاهش و به تعداد سلول های چرخشی با قدرت کمتر افزوده می­شود. در حالت کلی می­توان گفت در قوس تند تا مقطع ۷۰ درجه، ناحیه با تنش برشی زیاد نزدیک جداره داخلی بوده و از ۷۰ درجه به پایین دست به طرف جداره بیرونی قوس کشیده می­شود. همچنین افزایش زبری جداره باعث افزایش تنش برشی حداکثر و کاهش تنش برشی حداقل شده است. محل تشکیل بیشترین و کمترین مقدارتنش برشی در دو زبری۵/۰و ۵ میلی­متر به ترتیب ۲۰ درجه و۹۰ درجه قوس بود که در زبری ۵/۰ میلی­متر به ترتیب برابر۴۷/۱ و ۵۴/۰ نیوتن بر متر مربع و در زبری ۵ میلی­متر به ترتیب برابر۲/۲ و ۴۶/۰ نیوتن بر متر مربع بوده است. 

Keywords:

قوس تند , زبری بدنه , سلول چرخشی , تنش برشی