تحلیل عددی پدیده کاویتاسیون در تخلیه­کننده تحتانی سدها

تخلیه کننده تحتانی در سدها در وهله اول به منظور تخلیه اضطراری مخزن و بعد از آن جهت تخلیه رسوبات مرده مخزن بکار می رود. به علت وجود جریان با سرعت زیاد در قسمت تحت فشار مجرا، احتمال وقوع کاویتاسیون در این سازه بسیار زیاد است. در این تحقیق جریان دو فازی آب و هوا در قسمت تحت فشار مجرا به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار فلوئت، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از میادین فشار و سرعت محاسبه شده در داخل مجرا، اندیس کاویتاسیون در سطوح دیواره مجرا محاسبه و نتایج آن با مدلهای تجربی موجود مقایسه گردیده است. از آنجا که جریان در داخل مجرا محاسبه و نتایج آن با مدلهای تجربی موجود مقایسه گردیده است. از آنجا که جریان در داخل مجرا آشفته است، از مدل دو معادله ای K-E جهت پیش بینی تاثیرات آشفتگی بر جریان استفاده شده است. میزان دبی هوای ورودی به داخل مجرا در بازشدگی های مختلف و نیز سرعت هوا در لوله هوارسان محاسبه شده است. مقادیر ماکزیمم این دو پارامتر در بازشدگی 70 درصد دریچه اضطرارة اتفاق افتاد. نتایج حاصل از محاسبه اندیس کاویتاسیون خطایی معادل 13 درصد را در مقایسه با مدل فیزیکی نشان می دهد. کمترین میزان اندیس کاویتاسیون در بازشدگی 70 درصد دریچه اضطراری به میزان 0/128 برآورد شده است.

کلیدواژه ها:

کاویتاسیون ، جریان دو فازی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، روش حجم محدود ، آشفتگی