تبررسی آزمایشگاهی تاثیر زبری جداره کانال بر روی الگوی جریان در قوس 90 درجه تند

تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر زبری جدارهی کانال بر روی الگوی جریان در قوس 90 درجه تند با نسبت شعاع انحنا خط مرکزی به عرض 2 و مقطع عرضی مستطیلی انجام شد. آزمایش­ها در دو شرایط مختلف جریان با اعداد فرود 17/0 و 4/0 و دو اندازه زبری5/0 و 5 میلی­متر انجام گرفت. در هر آزمایش و در طول قوس مولفه‌های سه بعدی سرعت جریان در 576 نقطه اندازه گیری شد. ترسیم بردارهای سرعت و الگوی جریان با استفاده از نرم‌افزارهای  SURFERو TECPLOT انجام گرفت. نتایج نشان داد که ناحیه حداکثر سرعت در ابتدا سمت جداره داخلی بوده و سپس به تدریج به سمت جداره خارجی جابجا شده به طوری که در انتهای پیچ کاملا در نزدیکی جداره خارجی می­باشد. همچنین با مقایسه الگوی جریان در دو زبری نتایج نشان داد که با افزایش زبری قدرت جریان­های ثانویه کاهش و به تعداد سلول های چرخشی با قدرت کمتر افزوده می­شود. در حالت کلی می­توان گفت در قوس تند تا مقطع 70 درجه، ناحیه با تنش برشی زیاد نزدیک جداره داخلی بوده و از 70 درجه به پایین دست به طرف جداره بیرونی قوس کشیده می­شود. همچنین افزایش زبری جداره باعث افزایش تنش برشی حداکثر و کاهش تنش برشی حداقل شده است. محل تشکیل بیشترین و کمترین مقدارتنش برشی در دو زبری5/0و 5 میلی­متر به ترتیب 20 درجه و90 درجه قوس بود که در زبری 5/0 میلی­متر به ترتیب برابر47/1 و 54/0 نیوتن بر متر مربع و در زبری 5 میلی­متر به ترتیب برابر2/2 و 46/0 نیوتن بر متر مربع بوده است.