تحلیل هیدرودینامیکی شیر پروانه ای (dn1200-pn64) با استفاده از روش های عددی و تجربی

در دو دهه اخیر روند رو به رشد صنعت آب و احداث سدهای مختلف، طراحی و تولید سیستم های مکانیکی متناسب با این نیاز به ضرورتی استراتژیک تبدیل نموده است. از جمله این سیستم های مکانیکی شیرهای پروانه ای قطر بالا می باشند که به دلیل مزایای مختلف آنها از جمله سادگی، هزینه پایین، ایجاد افت فشار پایین در حالت کاملا باز، و فضای مورد نیاز کم مورد توجه زیادی هستند. برای راه اندازی شیرهای پروانه ای قطر بالا، محرک شیر می تواند بسیار گران باشد، بنابراین ضروری است که به خوبی نیروهای سیال و گشتاورهای اعمال شده بر دیسک شیر را بشناسیم. در این تحقیق، تحلیل شیر پروانه ای(dn1200-pn64) در سه مرحله انجام شد: مرحله اول:در مرحله اول با استفاده از روش عددی المان محدود ، استحکام قطعات اصلی شیر پروانه ای در حالت کاملا بسته تحت فشار هیدرواستاتیکی طبق استاندارد iso 5208 بررسی شد و قطعات بحرانی مشخص شد. همچنین برای تایید روش عددی و آب بندی آزمایش هیدرواستاتیکی انجام گرفت. مرحله دوم: شیر تحت جریان سیال قرار گرفت و گشتاور هیدرودینامیکی وارد به دیسک شیر در زوایای مختلف دیسک تحت شرایط مرزی مختلف طبق استاندارد awwa با استفاده از روش عددی fsi(fluid-structure interface) بدست آمد. در این مرحله، چون امکان انجام آزمایش بر روی شیر پروانه ای مورد نظر به دلیل هد مورد نیاز بالا در محیط آزماشیگاهی وجود نداشت. آزمایش هیدرودینامیکی برای تعیین گشتاورهیدرودینامیکی بر روی شیر پروانه ای قطر پایین (dn250) با همان مشخصات شیر پروانه ای (dn1200) انجام گرفت و با نتایج عددی مقایسه شد. مرحله سوم: فرکانس طبیعی شیر در زوایای مختلف دیسک با استفاده از روش عددی المان محدود بدست آمد و زاویه بحرانی و قطعه بحرانی مشخص شد.