بررسی تاثیر فشار محیط در شبیه سازی عددی جریان سوپرکاویتاسیون همراه با دمش گاز در سرعت های بالا

شبیه سازی جریان در اطراف جسم مغروق در آب با سرعت زیاد به همراه دمش گاز دارای پیچیدگی بسیاری است، که اگر پدیده کاویتاسیون طبیعی نیز درنظر گرفته شود این پیچیدگی بسیار بیشتر شده به طوری که نرم افزار های موجود توانایی تحلیل آن را دارانیستند. نکته ای که باید درباره این پدیده درنظر گرفت کم بودن اثر کاویتاسیون طبیعی نسبت به اثر کاویتاسیون مصنوعی در اعداد کاویتاسیون بسیار کم است. در این تحقیق سعی بر آن است تا در ابتدا با بررسی اثر فشار کاری محیط به شرایطی دست یافت که در آن با وجود سرعت زیاد پرتابه، کاویتاسیون طبیعی اتفاق نیفتد و سپس به شبیه سازی و بررسی جریان همراه با دمش گاز پرداخت. برای اینمنظور با استفاده از نرم افزار فلوینت و مدل مخلوط چندفازی، هندسه ای متقارن محوری مورد شبیه سازی قرار گرفته است. هندسه موردبررسی مخروطی 30 درجه به قطر 10 سانتی متر است. سیال تزریقی از سطحی به قطر 8 سانتی متر که در انتهای آن قرار دارد به داخل ناحیه دمش می شود. نتایج این شبیه سازی با نتایج تیوری کاویتاسیون طبیعی مقایسه شده و صحت شبیه سازی حاضر تایید گردید. نتایج نشان می دهد که در اعداد کاویتاسیون بالا مولفه های بی بعد حاکم بر این جریان مستقل از فشار کاری محیط هستند و در اعداد کاویتاسیون پایین تفاوت اندکی در نتایج حاصل می شود همچنین در فشارهای کاری کمتر برای رسیدن به عدد کاویتاسیون مشخص، ضریب دمش بیشتری لازم است اما با توجه به کمتر بودن چگالی در مجموع به دبی جرمی کمتری نیاز است.

کلیدواژه ها:

سوپرکاویتاسیون ، فشارکاری محیط ، دمش گاز ، مخروط