الگوریتم طراحی و ساخت مدل آموزشی نمایش وقوع پدیده خلازایی در لوله ها

پدیده خلازایی (cavitation) با توجه به ساختار تخریبی آن در سیستمها و شبکه های آب همواره باید مورد توجه مهندسین ودانشجویان آب قرار گیرد. هدف از این بررسی، ارائه یک الگوی آموزشی جهت ارزیابی شرایط وقوع پدیده خلا زایی و نمایش این پدیده نامرئی ولی صدادار در مدل فیزیکی یک خط لوله می باشد. برای این منظور، جهت شبیه سازی تغییرات سریع صرعت و فشار جریان در مسیر کوتاه و اطمینان از وقوع پدیده در جریانهای مختلف، از یک مجرای ونتوری افقی استفاده گردیده است. در این مقاله، الگوریتم طراحی هندسه هیدرولیکی یک مجرای ونتوری برای وقوع پدیده خلازایی با استفاده از نرم افزار (Excel) در محیط (Windows) ارائه شده است. این برنامه قادر است که، هندسه مجرای ونتوری را برای دو شکل مقطع مختلف (دایره ای و یا مستطیلی) ، برای مایعات مختلف (در دماهای مختل)، و تحت شرایط مختلف جریان ورودی به ونتوری (دبی و انرژی متفاوت)، محاسبه نماید. بر اساس الگوریتم پیشنهادی طرح یک مدل نمایشگر پدیده خلازایی متناسب با فضا و محدودیتهای آزمایشگاه هیدرولیک، و نیز با توجه به امکانات و فن ساجت مدل ارائه گردیده است. در این مدل، از میز هیدرولیکی برای استقرار مدل و اندازه گیری دقیق شدت جریان استفاده شده است. برای تامین انرژی جریان ورودی و پایداری جریان، یک مخزن با بار آبی ثابت در نظر گرفته شده است. مجرای ونتوری با مقطع مستطیل شکل به ابعاد (6 ضربدر 35) میلیمتر در بالادست و (6ضربدر6) میلیمتر در گلوگاه، و با تبدیل خطی همگرا به طول 70 میلیمتر و گلوگاه به طول 20 میلیمتر، و تبدیل واگرا به طول 140 میلیمتر طرح گردیده است. کارکرد مدل تا حداکثر دبی 0/5 لیتر بر ثانیه و انرژی ورودی معادل 2/3 متر آب قابل ارزیابی می باشد. جداره مجرای ونتوری شفاف و از جنس Perspex بوده، تا امکان مشاهده فرایند خلازایی فراهم گردد. مدل نمایشی مجرای ونتوری در آزمایشگاه هیدرولیک گروه آب، دانشگاه ارومیه توسط دانشجویان نگارنده مقاله در مرحله ساخت، تجهیز و ارزیابی می باشد.

کلیدواژه ها:

خلا زایی ، مجرای ونتوری ، مدل آموزشی