بررسی تأثیر سرعت بر جدایی ستون آب با بکارگیری روش‌های CFD

Abstract

پدیده جدایی ستون آب یکی از رژیم‌های جریان گذرا می­باشد که تحت شرایطی مانند بسته شدن ناگهانی شیر یا خاموشی پمپ در شبکه آبرسانی ایجاد می‌گردد. نوسانات فشاری شدید و خسارات ناشی از پدیده مذکور شناسایی و ارائه راهکار جلوگیری از آن را الزامی می­کند. در همین راستا در این مقاله با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی، به بررسی امکان رخ دادن جدایی ستون آب در یک شبکه آبرسانی حلقوی پرداخته شده است. در ادامه تأثیر سرعت ورودی بر فشار‌های ایجاد شده ناشی از جدایی ستون آب مورد بررسی قرار گرفت. برای اعتبار‌سنجی نرم‌افزار، سیستم حلقوی ارائه شده توسط وانگ و همکاران (2017) انتخاب گردید. بعد از اطمینان از کارایی نرم‌افزار برای مدل کردن پدیده مذکور، شبیه‌سازی با سرعت‌های مختلف انجام گرفت. بررسی نتایج شبیه‌سازی­ها بیانگر رخ دادن جدایی ستون آب در شبکه موردنظر بود. همچنین نتایج حاکی از آن بود که با افزایش سرعت ورودی مقدار ماکزیمم فشار در شبکه افزایش و مقدار مینیمم آن کاهش می‌یابد. به گونه‌ای که با افزایش 12 درصدی سرعت ورودی مقدار فشار ماکزیمم 8/11 درصد و مقدار مینیمم 26/14 درصد تغییر می‌کنند. به بیان دیگر، با کنترل سرعت به عنوان عاملی موثر بر نوسانات فشار جدایی ستون آب، می­توان از ایجاد این پدیده و خسارات ناشی از آن جلوگیری می‌گردد.