تأثیر پارامترهای هندسی صفحات ضدگرداب بر هیدرولیک جریان در سرریزهای مدور قائم

Abstract

یکی از انواع مهم و کاربردی سرریزها، سرریز مدور قائم است. یکی از مشکلات اصلی سرریزهای مدور قائم ایجاد گرداب‌های قوی در دهانه آن‌ها است. این امر باعث ورود هوا و ایجاد جریان‌های چرخشی در داخل مجرای انتقال می‌شود، که به دنبال آن مشکلات دیگری مانند کاهش ظرفیت آبگیری، افزایش احتمال وقوع کاویتاسیون، لرزش و سر و صدا را در بر خواهد داشت. یکی از روش‌های کاهش اثرات گردابه های مخرب، استفاده از صفحات ضدگرداب است که باعث به‌ تأخیر انداختن جریان گردابی و هدایت خطوط جریان به سمت مرکز شفت می‌شود. مطالعات محدودی روی صفحات ضدگرداب چهارگوشه انجام شده است، این در حالی است که ارزیابی دقیق پارامترهای هندسی صفحات ضد گرداب و تعیین شکل بهینه جهت طراحی نیاز به مطالعات بیشتر دارد. در تحقیق حاضر هیدرولیک جریان روی 25 مدل سرریز مدور قائم به همراه گرداب‌شکن‌های چهارگوشه و دایره‌ای در نرم‌افزار Flow-3D شبیه‌سازی شد. جهت کالیبراسیون مدل از نتایج آزمایشگاهی موجود برای دو مدل مربع و مستطیلی با دو قطر شفت 10 و 5/7 سانتی‌متر استفاده گردید. نتایج نشان داد نرم افزار Flow-3D با خطای کمتر از 8 درصد، قادر به مدل‌سازی جریان است. شبیه‌سازی‌ها برای صفحات ضدگرداب مربعی و دایره‌ای در دبی‌های مختلف انجام گردید و تأثیر ابعاد، تعداد و زاویه قرارگیری آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استفاده از صفحات ضدگرداب مربعی در ابعاد D×D و تعداد چهار صفحه (4= n) بهترین نتیجه را از نظر کمترین ارتفاع آب روی شفت، عدم وجود هسته هوا و فشار منفی به خود اختصاص داده است.