بررسي تجربي كاويتاسيون در جريان حول يك گوه گسترش يافته

Experimental Investigation of Cavitation in Flow around an Extended Wedge

براي ايجاد انواع مختلف رژيم هاي كاويتاسيون، معمولاً جسم تركيبي به صورت دماغه گوه اي و پس جسم مكعب مستطيلي، ساخته مي شود. در اين تحقيق پس جسم با نوك گوه اي 60 درجه به طول، عرض و ضخامت به ترتيب 22، 10 و 1 {cm} تهيه شده است. جسم از جنس فولاد با كيفيت سطح ماشين كاري 0/01 ميلي متر مي باشد. علاوه بر آن، مدل با زاويه نوك 30 درجه هم مورد آزمايش قرار گرفته است. دو نمونه آزمايشي ساخته شده در قسمت آزمايش تونل كاويتاسيون سرعت بالا (حداكثر 25 متر بر ثانيه بدون نصب نمونه آزمايشي) نصب شده اند. با تغيير سرعت و فشار جريان درون تونل، براي جسم با نوك 60 درجه، كاويتاسيون در فصل مشترك شروع و به صورت يك پوشش سفيد رنگ فصل مشترك را مي پوشاند، اما در مدل30 درجه در دنباله پس جسم آغاز مي شود. به محض كاهش جزئي عدد كاويتاسيون، رژيم كاويتاسيون لايه اي در طول پس جسم مدل 60 درجه اي شروع مي شود كه براي صفحات بالايي و پاييني آن، هم زمان اين رژيم ايجاد نمي شود. با افزايش طول كاويتاسيون لايه اي، نوسانات طول ناحيه ي رژيم لايه اي به صورت منظم اتفاق مي افتد. با جدايي كاويتاسيون لايه اي از روي سطح، رژيم ابري شكل ايجاد مي شود و با كاهش بيشتر عدد كاويتاسيون، لايه بخار كل سطوح پس جسم را مي پوشاند. به ازاي اعداد كاويتاسيون يكسان، رژيم هاي ابري شكل روي صفحات بالايي و پاييني پس جسم يكسان نخواهند بود. آزمايش تا حالت سوپركاويتاسيون انجام شده كه به ازاي يك طول مشخص ناحيه كاويتاسيوني، تغيير ميزان طول با عدد كاويتاسيون به شدت افزايش مي يابد.

To establish a variety of cavitating flow regimes, the combined body with wedge nose and rectangular afterbody is usually used. In this research work, the nose angle and the afterbody dimensions of model were 60° and 22cmx10cmx1cm, respectively. Its fabricated material is nearly smooth steel with roughness of 0.01mm. Also, another model with 30° nose angle and the same dimensions of the afterbody is tested. Two mentioned bodies were installed at the test section of a high speed cavitation tunnel. If the speed and pressure of the flow in the tunnel are varied, first cavitation inception occurs, such as a white band at the interface. Then, a little decrease the cavitation number causes the sheet cavitation along the surfaces of the afterbody. However, they are not established simultaneously at the upper and lower planes of the afterbody. By increasing the length of the sheet cavitation, regular oscillation occurs. Observed cloud cavitation is due to the separation of sheet regime which occurs by the re-entrant jet. If cavitation number is decreased slowly, then the vapor sheet covers the upper and lower planes of the afterbody. At the same cavitation numbers, cloud cavitation regimes on the two mentioned planes are not equal. At an especial length of the sheet cavity, the rate of length increase will be intensified