بررسی عددی و آزمایشگاهی تاثیر شکل لبه دریچه بر هوادهی و توزیع غلظت هوا در پایین دست دریچه های تحتانی

با توجه به اهمیت خاصی که سد ها در صنعت آب دارند، کارایی و عملکرد قسمت های مختلف آن نیز باید مورد توجه قرار گیرد. یکی از قسمت های اصلی سدها تخلیه کننده ها و دریچه های تحتانی می باشند. در این سازه ها به علت بالا بودن هد آب، سرعت جریان آب خروجی در هنگام عملکرد یا باز شدن دریچه ها بسیار زیاد بوده و در نتیجه رخداد پدیده کاویتاسیون بسیار محتمل می باشد. برای جلوگیری از خسارات ناشی این پدیده استفاده از هواده برای ورود هوا به درون جریان پس از دریچه راهکاری متداول می باشد. با افزایش غلظت هوا در جریان پس از دریچه از شدت خسارات ناشی از این پدیده کاسته می شود .در این تحقیق به بررسی شکل لبه دریچه تحتانی پرداخته شده است و هدف از آن بررسی تأثیر زاویه لبه دریچه بر میزان غلظت هوا در جریان پس از دریچه و مقدار هوای ورودی از هواده می باشد. برای مطالعات آزمایشگاهی از مدل سد ژاوه در آزمایشگاه موسسه تحقیقات آب ایران استفاده گردیده است و نتایج حاصل از آن برای قسمت های مختلف دریچه تحتانی در بازشدگی ها و هدهای مختلف بدست آمده است. پس از بدست آوردن نتایج مدل آزمایشگاهی اقدام به ساخت مدل عددی توسط نرم افزار fluent شده است. برای مدل سازی جریان دو فازی آب و هوا از روش mixture و برای مدل سازی آشفتگی از مدل rsm استفاده گردیده است. نتایج حاصله از نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی بررسی گردیده و خطای این دو روش با یکدیگر اندازه گرفته شده است. سپس با استفاده از نرم افزار fluent زاویه های مختلف دیگری برای لبه دریچه مدل سازی شده و مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج آن ها با یکدیگر مقایسه شده است. بررسی صورت گرفته در این تحقیق بر روی زاویه لبه دریچه تحتانی حاکی از آن است که افزایش زاویه لبه دریچه بر میزان غلظت هوا تأثیرات چشمگیری گذاشته است. این تأثیر برای بازشدگی های مختلف دارای روند متفاوت می باشد. با افزایش زاویه لبه دریچه و جهت ثابت ماندن دبی ورودی، هد آب در مخزن افزایش یافته که این موضوع نشان دهنده آن است که دبی خروجی با افزایش زاویه لبه دریچه کاهش پیدا کرده است. همچنین مشاهده شد که سرعت هوا در هواده برای زاویه های مختلف دارای تغییرات متفاوتی می باشد.