تحليل جريان غيرماندگار سريع در خطوط لوله توسط مدل اصطكاكي غيرماندگار

تحليل جريان­هاي غيرماندگار سريع از اين جهت كه منجر به جلوگيري از وارد شدن خسارات شديد به سيستم آبرساني مي­شود داراي اهميت فراوان است. در تحليل‏هاي رايج فرض بر اين است كه ارتباط تنش برشي جداره با سرعت متوسط در سطح مقطع لوله در حالت غيرماندگار همانند حالت ماندگار است و روابط بيان‏كننده تنش برشي جداره مانند رابطه دارسي ويسباخ يا هيزن ويليامز در هرگام زماني از جريان غيرماندگار نيز صادق مي­باشد. اين در حالي است كه در تحليل جريان­هاي غيرماندگار سريع مانند ضربه­قوچ، روابط تنش برشي جداره در حالت ماندگار نامعتبر است چرا كه افت ناشي از اصطكاك را كمتر از مقدار واقعي پيش­بيني مي­كند. لذا در اين تحقيق ابتدا طي مدل­سازي آزمايشگاهي، پديده جريان غيرماندگار سريع بر روي يك سيستم مخزن، لوله و شير مورد بررسي قرار گرفت كه لوله آن از جنس پلي­اتيلن به قطر 63 ميلي­متر و با 3 طول 32، 47 و 80 متر مي­باشد. هر طول لوله با 3 دبي مختلف و بستن سريع شير در حضور مخزن تامين بار آبي با ارتفاع استاتيكي تراز آب 5 متر مورد آزمايش قرار گرفته است. اين شرايط هيدروليكي فوق توسط مدلي كامپيوتري كه با زبان برنامه­نويسي MATLAB كدنويسي شده است شبيه­سازي و نتايج آن با داده­هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفت. اين برنامه قادر است جريان غيرماندگار سريع را به­كمك مدل­هاي اصطكاكي شبه­ماندگار و غيرماندگار شبيه­سازي نمايد. نتايج نشان دهنده آن است كه مدل به خوبي قادر است داده­هاي آزمايشگاهي را شبيه­سازي نمايد و مدل­هاي اصطكاكي غيرماندگار (0529/0RMSE=) و شبه­ماندگار (0858/0RMSE=) به­ترتيب عملكرد بهتري را در تخمين جريان غيرماندگار سريع از خود نشان مي­دهند. همچنين امواج فشاري آزمايشگاهي، شبيه­سازي شده با مدل اصطكاكي غيرماندگار و مدل اصطكاكي شبه­ماندگار روند ميرايي سريع­تري داشتند.