مطالعه احتمال رخداد کاویتاسیون در تخلیه کننده تحتانی سد سیمره با استفاده از مدل دو فازی آب-هوا و نرم افزارFluent

امروزه به دلیل کمبود منابع آب و نیاز روز افزون بشر به ذخیره آب جهت مصارف مختلف، بهره گیری از سازه های ذخیره سازی آب نظیر سدها از اهمیت بالایی برخورداراست. بهره برداری بی عیب و نقص از سدها، همانا عملکرد صحیح هرکدام از سازه های هیدرولیکی وابسته به آن، از جمله تخلیه کننده های تحتانی را طلب می نماید. یکی ازمهمترین عوامل هیدرولیکی که در طی دوره بهره برداری، جداره داخلی بتنی این سازه ها را در معرض تخریب قرار می دهد بروز پدیده ی کاویتاسیون می باشد که در مطالعه ی حاضر به امکان رخداد این پدیده در تخلیه کننده تحتانی سد سیمره پرداخته شده است.جریان دو فازی آب-هوا عبوری از تخلیه کننده تحتانی سد بتنی قوسی سیمره با استفاده از مدل توربلانسی RNG k-Ɛ و و روش VOF،در نرم افزار حجم محدود FLUENT شبیه سازی شده و صحت نتایج به دست آمده از مدل عددی از طریق مقایسه با داده های آزمایشگاهی تایید گردیده است. در این تحقیق با مطالعه تغییرات در میدان های فشار و سرعت جریان در طول تخلیه کننده و محاسبه اندیس کاویتاسیون ، به ازا ده ارتفاع بازشدگی مختلف دریچه سرویس ، به بررسی احتمال وقوع پدیده کاویتاسیون و استخراج نواحی از جداره داخلی مجرا که در معرض تخریب ناشی از این پدیده قرار دارند اقدام گردیده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که در پایین دست دریچه، احتمال وقوع کاویتاسیون بسیار بالاست، به گونه ای که مقدار اندیس کاویتاسیون در دیواره تا =0,27 و درکف مجرا تا =0,08 پایین می آید.در ضمن سقف مجرا در بالادست دریچه (بخش تحت فشار مجرا) نیز با تخریب ناشی از کاویتاسون با =0,17 مواجه است. نتایج تحقیق حاکی از عملکرد ناقص و ضعیف هواده دیواری که در بلافاصله پایین دست دریچه نصب شده، در کاهش یا از بین بردن پدیده کاویتاسیون، میباشد.

کلیدواژه ها:

تخلیه کننده تحتانی ، کاویتاسیون ، فلوئنت ، VOF ، مطالعه عددی ، مدل توربلانسی k-Ɛ RNG سد قوسی سیمره