بررسی عددی و آزمایشگاهی عملکرد هواده ها در سرریزهای آزاد

چکیده: کاویتاسیون مهمترین عاملی است که می تواند پایداری سازه های هیدرولیکی (مانند تنداب سرریزها) را به خطر بیاندازد، احتمال وقوع این پدیده در جریان های با سرعت بالا بسیار زیاد است. پدیده کاویتاسیون یکی از نتایج مخرب بروز فشار منفی در جریان است که باعث ایجاد حفره هایی در سطح سرریز شده و با ادامه این روند سبب تخریب سرریز می شود. لذا ارائه راهکار به منظور کاهش خسارت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از طرف دیگر تحقیقات انجام شده در این زمینه نشان داده اند که موثرترین و اقتصادی ترین روش برای جلوگیری از این پدیده هوادهی است. تحقیقات زیادی در زمینه میزان هوای لازم برای جلوگیری از کاویتاسیون صورت گرفته و روابط تجربی متفاوتی برای تخمین میزان هوای ورودی به جریان ارائه شده، اما این روابط عموماً برای هندسه سرریز و هواده مشخص ارائه شده و کاربرد آنها بصورت عام عاری از خطا نمی باشد از طرفی در اکثر روابطی که به صورت عام ارائه شده اند ضرایبی وجود دارند که این ضرایب ثابت نبوده و برای آنها محدوده ای توسط محققان مربوطه ارائه شده است. لذا در بخش آزمایشگاهی این تحقیق با انجام آزمایش های متعدد بر روی مدل هیدرولیکی سرریز سد آزاد برای هندسه های متفاوت هواده و ترکیب نتایج حاصل با داده های بدست آمده از آزمایشات گذشته بر روی مدل سیستم تخلیه سیلاب سدهای کرخه، گتوند،گدار، نازلوچای و شفارود، و تحلیل آماری داده های آزمایشگاهی روابطی برای تخمین میزان هوای ورودی به جریان ارائه گردید و در ادامه این روابط با برخی از روابط ارائه شده توسط محققین قبلی مورد مقایسه قرار گرفته اند و در نهایت آنالیز حساسیت برای برخی از روابطی که مهم تشخیص داده شده اند انجام شده است. در بخش عددی نتایج شبیه سازی مدل عددی سرریز سد آزاد به صورت دو و سه بعدی ارائه شده است. در این بخش برای مدلسازی هندسی سرریز سد آزاد از نرم افزار gambit که یک نرم افزار ساخت مدلهای هندسی است استفاده شده و بمنظور شبیه سازی پارامترهای هیدرولیکی جریان بر روی سرریز سد آزاد از نرم افزار fluent6.3.26 که جدیدترین ویرایش نرم افزار موجود می باشد بهره گیری شده است وسپس نتایج حاصل از مدل عددی و آزمایشگاهی با یگدیگر مقایسه شده اند واژه های کلیدی: کاویتاسیون، هوادهی، سرریز شوت، ضریب هوادهی، مدل عددی fluent