بررسي نوسان هاي فشار و احتمال وقوع كاويتاسيون داخل شيار دريچه كشويي تحتاني سد گتوند

Study of Pressure Fluctuations and Probability of Cavitation Occurrencein the Slot of Bottom Outlet Gate of Gotvand Dam

سرعت زياد سيال همراه با افت شديد فشار باعث اغتشاش هاي زياد در جريان شده كه مي تواند منجر به وقوع پديده هاي مخرب مانند كاويتاسيون و كوبش در سازه هاي هيدروليكي و تخريب جدي در قسمت هايي از آنها گردد. در اين تحقيق نوسان هاي فشار، روند آنها و پديده كاويتاسيون در ناحيه شيار دريچه سرويسِ مدل فيزيكي تونل تحتانيِ سد مخزني گتوند عليا بررسي شد. آزمايش ها در بازشدگي هاي10،30،50،70 و100 درصد دريچه با ارتفاع معادل فشار آب 2،3 و4 مترانجام شد. داده هاي فشار با استفاده از مبدل فشار برداشت شد و به يك دستگاه تقويت كننده منتقل و در نهايت در رايانه ثبت گرديد. اين داده ها با احتمال وقوع 1/0درصد مورد تحليل قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه احتمال وقوع كاويتاسيون در باز شدگي هاي30،50 و70 درصد دريچه بيشتر از مقادير آن در بازشدگي هاي10 و100 درصد دريچه مي باشد. همچنين پيزومتري كه به لبه دريچه نزديكتر است در معرض نوسان هاي بيشتري قرار دارد و با افزايش باز شدگي دريچه نقطه بحراني نوسان هاي فشار به نقاط بالاتر انتقال مي يابد. ضريب بي بعد نوسان هاي فشار نيز در بازشدگي10% دريچه بيشينه بوده كه نشان دهنده كوبش و ضربه هاي فشاري به سازه در اين بازشدگي مي باشد. لذا با استفاده از پوشش مناسب، كنترل شرايط هيدروليكي و تغييرات هندسي شيار مي توان احتمال وقوع كاويتاسيون را به كمترين ميزان ممكن رساند.

High velocity of fluid along with the severe head loss causing several turbulences in the flow, may lead to the occurrence of cavitation phenomenon in hydraulic structures and severe destruction in some parts of them. In this research, pressure fluctuations, its processes and cavitation phenomenon in area of service gate slot have been investigated and analyzed by a hydraulic model including bottom outlet of Gotvand Olya storage dam. These experiments were conducted at the gate openings of 10, 30, 50, 70, and 100 percent and at different 2, 3 and 4 meter-heads in the region of gate slot. Pressure data were collected by using a transducer and were then transferred to an amplifier and finally were recorded in the computer. These data were analyzed on the basis of 0.001 probability level. The obtained results indicated that the probability of cavitation occurrence in 30, 50 and 70 percent of gate openings was higher than 10 and 100 percent ones. Also the piezometer which was the closest to the gate lip was subject to more fluctuations and critical point of pressure fluctuations was shifted to higher points due to increase of gate opening. ِِDimensionless coefficient of pressure fluctuations (Cʹp) was the maximum for 10 of gate opening, indicating compaction and pressure impacts on the structure in this opening. So by suitable lining, control of hydraulic conditions, and change of slot geometry probability of cavitation occurrence can be decreased to the lowest value.