مدلسازی عددی شیب شکن قایم با جریان زیربحرانی در بالادست

thesis
abstract

چکیده شیب شکن ها از جمله متداول ترین سازه های هیدرولیکی مستهلک کننده ی انرژی هستند که در شبکه های آبیاری و زه کشی، آبراهه های فرسایش پذیر، سیستم های تصفیه ی آب و جمع آوری و دفع فاضلاب استفاده می شوند. این سازه ها با توجه به توپوگرافی زمین برای انتقال آب از یک ارتفاع بالاتر به پایین تر، کاهش انرژی جنبشی ناشی از سقوط آب و اعمال سرعت بهینه درکانال ها و شبکه های آبیاری و زه کشی به کار می روند. از شیب شکن ها نیز در تصفیه خانه های آب و فاضلاب برای هوادهی طبیعی جریان استفاده می شود. جریان در بالادست شیب شکن ممکن است زیربحرانی یا فوق بحرانی باشد. در حالت جریان زیربحرانی در بالادست، عمق جریان در حوالی لبه ی شیب شکن، بحرانی می شود و پس از جاری شدن به پایین دست شیب شکن، جریان حالت فوق بحرانی پیدا می کند و اگر جریان بالادست شیب شکن فوق بحرانی باشد، رفتار آب به صورت جت آبی خواهد بود. در این تحقیق، الگوی دوبعدی جریان در شیب شکن قایم با حالت زیربحرانی در بالادست، با استفاده از نرم افزار ansys cfx که جریان سیال را به روش حجم محدود تحلیل می نماید، شبیه سازی شده است. شبیه سازی الگوی جریان با بررسی مدل های مختلف آشفتگی، شرایط مرزی مختلف و سایر پارامترهای موثر در مدل عددی برای یک دبی در دوحالت هوادهی در زیر جت ریزشی و بدون هوادهی انجام شده و نتایج مربوط به عمق گرداب، طول گرداب، عمق پایاب، عمق لبه ی شیب شکن و در نهایت افت انرژی نسبی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و مورد صحت سنجی قرار گرفته است. سپس مناسب ترین مدل آشفتگی و شرایط مرزی انتخاب شده و مدل سازی جریان برای دبی های مختلف انجام گرفته است. نتایج به دست آمده از تحلیل عددی به شکل منحنی های بی بعد برای نشان دادن تغییرات عمق نسبی لبه ی شیب شکن، عمق نسبی گرداب، طول نسبی گرداب، عمق نسبی پایاب و افت انرژی نسبی برحسب دبی نسبی بر روی نمودار رسم شده است. مقایسه ی این نتایج نشان می دهد که در حالت هوادهی، طول نسبی گرداب، عمق نسبی پایاب و افت انرژی نسبی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. مقادیر عمق نسبی گرداب اختلاف بسیار کمی با نتایج آزمایشگاهی دارد که این موضوع به دلیل نوسان داشتن سطح آب است که اندازه گیری دقیق آن را دشوار می سازد. همچنین، عمق لبه ی شیب شکن اختلاف قابل توجهی با نتایج آزمایشگاهی دارد. در حالت بدون هوادهی، طول نسبی گرداب بیشتر از حالت هوادهی است، این موضوع به علت از بین رفتن فضای خالی زیر جت ریزشی در حالت بدون هوادهی است که باعث می شود زاویه ی پرتاب جت کمتر شود و برد افقی آن کاهش یابد. عمق پایاب و عمق لبه ی شیب شکن در دوحالت هوادهی و بدون هوادهی تطابق خوبی باهم دارند. واژه های کلیدی : شیب شکن قایم، ansys cfx، پارامترهای هیدرولیکی، افت انرژی، روش حجم محدود

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

پرش هیدرولیکی در پایین دست شیب شکن قائم با تبدیل همگرا و جریان زیربحرانی در بالادست

در کانال¬های آبیاری و شبکه¬های جمع¬آوری فاضلاب از شیب¬شکن برای جبران اختلاف ارتفاع کف کانال با بستر طبیعی زمین استفاده می¬شود. سرعت جریان پس از عبور از شیب¬شکن افزایش یافته و جریان، انرژی جنبشی زیادی خواهد داشت. این انرژی جنبشی زیاد، مخرب بوده و باعث فرسایش بستر، آبشستگی و تخریب سازه¬های پایین¬دست می¬شود. علاوه¬بر آن، در شیب¬شکن محفظه¬ی فشار منفی در زیر جت سقوطی، درصورت هوادهی نشدن، وجود دارد ک...

15 صفحه اول

مدلسازی عددی دبی جریان روگذر و درون‌گذر در سرریزهای لبه‌پهن گابیونی با شیب جانبی

سرریزهای گابیونی به دلیل سازگاری با محیط زیست و تأثیر مستقیم بر پارامترهای کیفی رودخانه‌ها و از طرفی در دسترس بودن و سادگی اجرا و طراحی، طی سال‌های اخیر موردتوجه قرار گرفته­اند. در این تحقیق پارامترهای هیدرولیکی سرریز گابیونی لبه پهن با شیب‌های جانبی در حالت جریان آزاد شامل ضریب دبی، پروفیل سطح آب و حجم دبی درون گذر از محیط متخلخل به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. درمجموع 21 مدل مختلف شام...

full text

برآورد عمق آب در لبه آبشار کانال های منشوری با جریان زیربحرانی در بالادست

full text

تحلیل خصوصیات هیدرولیکی گرداب در شیب شکن قائم با جریان زیربحرانی در بالا دست و شیب معکوس در پایاب

در این مطالعه خصوصیات هیدرولیکی گرداب ، از قبیل افت انرژی ، عمق گرداب، طول گرداب و عمق جریان در کانال پائین دست شیب شکن قائم با جریان زیربحرانی در بالادست و شیب معکوس در کانال پائین دست مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. همچنین مشخص شد که جریان در کانال پائین دست شیب شکن می تواند زیربحرانی و یا فوق بحرانی باشد.معادله ای تجربی نیز برای پیش بینی رژیم جریان توسعه داده شد. همچنین توزیع فشار وارد بر...

15 صفحه اول

تحلیل عددی تأثیر شیب بالادست جریان بر کارایی آدیاباتیک خنک‌کاری لایه‌ای

در تحقیق حاضر تأثیر افزودن شیب بالادست جریان بر میدان­های جریان و دما در روش خنک‌کاری لایه‌ای از طریق یک ردیف سوراخ مجزای استوانه‌ای بر روی مدل صفحه تخت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطاله جریان به صورت سه‌بعدی، آشفته، ‌تراکم­ناپذیر و پایدار در نظر گرفته شده است. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از یک شبکه سازمان‌یافته، غیریکنواخت و شش وجهی شامل کانال جریان اصلی و مجرای تزریق، توسط مدل...

full text

شبیه سازی عددی جریان روی سرریز لبه¬پهن مستطیلی با وجوه شیب¬دار بالادست و پایین دست با مدل فلوئنت

سرریز، از قدیمی­ترین سازه­های هیدرولیکی ساخته بشر است، که برای اندازه­گیری و تنظیم جریان آب بکار می­رود. جریان روی سرریز متلاطم بوده و با اختلاط آب و هوا همراه می­باشد. در این تحقیق جریان روی دو نوع سرریز لبه پهن ARB و BRA با وجه­های شیب دار پایین­دست و بالا­دست با استفاده از مدل k−ε استاندارد و بکارگیری نرم­افزار دینامیک سیالات محاسباتی FLUENT به صورت دو بعدی شبیه سازی شد و سطح آزاد جریان با ر...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

دانشگاه آزاد اسلامی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی - پژوهشکده فنی و مهندسی

Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023