عملکرد سرریز جانبی U شکل با پرتاب کننده جامی مستغرق انتهایی در بهبود رفتار جریان و احتمال وقوع کاویتاسیون

سرریزهای سه جانبی از جمله مجراهای تخلیه کننده سدها هستند که علیرغم محدودیت های هیدرولیکی، در شرایط خاص توپوگرافی به عنوان بهترین انتخاب مطرح می شوند. تلفات زیاد انرژی، تلاطم و آشفتگی جریان و اعمال ضربات نوسانی شدید آب بر کف و دیواره های کانال جانبی از جمله شرایط نامناسب هیدرولیکی در این سرریزها هستند که همواره مورد توجه بوده اند. مدل های فیزیکی به دلیل پیچیدگی جریان و همچنین تاثیرات ناشی از مقیاس، به تنهایی قادر به ارائه درک روشنی از فیزیک حاکم بر این نوع مسائل نیستند. لذا در این تحقیق با بکارگیری نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی Ansys CFX که معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی و حرکت ناویر استوکس توسط روشن حجم محدود و گسسته سازی غیر صریح شبیه سازی گردیده است. دراین رویکرد عملکرد بکارگیری پرتاب کننده مستغرق در سرریز جانبی U شکل در بهبود رفتار ریان و احتمال وقوع کاویتاسیون ، از اهداف این تحقیق می باشد. به منظور نیل به هدف شبیه سازی جریان دو فازی سطح آزاد با بکارگیری مدل توربولانس RNG k-ε شبیه سازی شده است. نتایج نشانگر این است که شکل تداخل جریان ریزشی در کانال تنظیم سرریز سه جانبه ای در میزان راندمان استهلاک انرژی تاثیر بسزایی داشته و سرریز چند وجهی با نحوه تداخل جریان ریزشی در کانال تنظیم ناشی از پرتابه با شعاع انحنای بهینه ۲۰ متر شرایط جریان را بهبود بخشیده است و از عملکرد مطلوبی به جهت از بین بردن نوسانات و اغتشاش، کاهش بیشتر انرژی جریان و در نتیجه بهبود مکانیسم رفتار هیدرولیکی در محل انتهای حوضچه تنظیم وآبپایه برخوردار می باشد. در نهایت تحلیل پدیده کاویتاسیون با بکارگیری سرریز رفتار سه وجهی با پرتابه مستغرق انتهایی حاکی از این بود که در مقطع طولی سرریز، کانال تنظیم و آبپایه احتمال وقوع پدیده خوردگی و نقطه بحرانی ملاحظه نگردیده است.

Keywords:

حوضچه تنظیم , آبپایه , مدل توربولانس , معادلات ناویر استوکس , RNG k-ε , شاخص کاویتاسیون