بررسی عددی کاویتاسیون در شیر پروانه ای

خلاءزایی یا کاویتاسیون یکی از پارامترهای مهم در مسائل هیدرولیک و توربوماشین می باشد که در صورت عدم توجه کافی، مشکلات متعدد در پی خواهد داشت. شیرهای پروانه ای به عنوان وسیله ای پرکاربرد در سیستمهای انتقال آب و تخلیه کننده های سد اهمیت دارند و شناسایی شرایط کارکرد ایمن و عاری از کاویتاسیون جهت اجتناب از وقوع خسارت الزامی است. در این تحقیق با استفاده از کدتجاریansys cfx، پدیده کاویتاسیون در شیر پروانه ای به قطر ??? اینچ بررسی می شود. روند تغییرات پارامترهای جریان عبوری، در جریان بدون کاویتاسیون و با کاویتاسیون مطالعه می گردد و تاثیر این پدیده بر ضرایب جریان و گشتاور بررسی می شود. منحنی های آستانه کاویتاسیون، کاویتاسیون بحرانی و آستانه خسارت بر اساس نتایج عددی و روشی ابتکاری برای شیر پروانه ای مذکور محاسبه می شود. نتایج نشان میدهد ضرایب گشتاور و تخلیه با افزایش فشار زیاد می شوند ولی پس از آغاز کاویتاسیون روندی نزولی در پیش می گیرند در نتیجه در مطالعه عددی جریان عبوری از شیرها، استفاده از مدل دوفازی بسیار اهمیت دارد و بکارگیری مدل تک فازی میتواند نتایج غلط در پی داشته باشد. تغییرات شاخص آستانه کاویتاسیون عددی برای زوایای مختلف بازشدگی به خوبی با نتایج آزمایشگاهی محققین دیگر همخوانی دارد. در نمودار تغییرات ضریب تخلیه بر حسب افت فشار پس از رخداد کاویتاسیون، دو نقطه عطف مشاهده می شود؛ نتایج این تحقیق نشان میدهد که بین نقاط عطف و سطوح کاویتاسیون بحرانی و آستانه خسارت ارتباط معنی داری وجود دارد.