مطالعه تجربي تاثير نرخ تزريق هوا از انتهاي دماغه مخروطي يك بدنه متقارن محوري بر ابعاد ابركاواك مصنوعي حول آن در سرعت هاي مختلف جريان آب

Experimental Investigation of the effect of air injection rate behind the cone nose of an axi-symmetric body on the relevant super-cavity at different water flow velocities

در اين مقاله مشخصه­هاي حباب كاويتاسيون مصنوعي ايجاد شده حول يك بدنه متقارن محوري با دماغه گوه­اي در سرعت­هاي مختلفي از جريان آب و در نرخ­هاي تزريق متفاوت اندازه­گيري و تحليل تجربي شده است. هدف اصلي تحقيق، مطالعه و بررسي نرخ تزريق هوا و سرعت جريان آب بر روي ضريب پسا و شكل كاويتي مي­باشد. اين تحقيق در يك تونل آب مدار باز با قابليت ايجاد بيشينه سرعت 40 متر بر ثانيه مورد آزمايش و اندازه‌گيري قرار گرفته است. اثر تغييرات نرخ تزريق جرمي هوا از موقعيت انتهايي دماغه بر مشخصه­هاي جريان مورد نظر و ابعاد سوپركاويتي مورد بررسي قرار گرفت. براي هر حالت از شرايط جريان، تغييرات نيروي مقاوم دربرابر حركت و پروفيل توزيع فشار در راستاي طولي بدنه و طول حباب ايجاد شده، استخراج شده اند. سپس تأثير پارامترهاي مهم جريان‌هاي كاويتاسيوني همچون نرخ تزريق، سرعت جريان بر روي ابعاد ناحيه حباب، ضريب پسا و روابط بين آن‌ها مورد مطالعه و تحليل قرار گرفته است. نتايج اندازه­گيري­هاي تحقيق حاضر نشان مي­دهد افزايش دبي تزريق تا دبي بهينه روي كاهش نيروي پسا تاثير محسوسي دارد و افزايش تزريق بيش از مقدار بهينه، نيروي پسا را به مقدار نامحسوسي كاهش مي­دهد. و به دنبال آن عددكاويتاسيون مصنوعي هم كاهش نمي­يابد. كليدواژه‌ها

In this paper, the characteristics of the ventilated cavitation around an axi-symmetric body with a cone nose at different water velocities and injection rates have been investigated experimentally. The experiments are done in an open loop water tunnel with a maximum water flow of 40 m/s. The main purpose of this research is to study the rate of air injection and the flow velocity on the coefficient of drag and the relevant super-cavity shape. The effect of air injection rates from end of the cone nose of the body on two phases fluid flow characteristics was studied for different water velocities within the tunnel. For each case of input conditions, the variations of the drag force and pressure distribution profiles along the length of the body and the length of the super-cavity are measured. The results of the present study show that increasing of the injection rate to an optimal value has a significant effect on the reduction of the drag force and after that the reduction of the drag force is negligible.