بررسي عددي تاثير تغييرات ارتفاع شفت قايم بر شكل گيري كاويتاسيون در زانويي سرريز نيلوفري

Numerical Investigation of The Effect of Changes in The Height of The Vertical Shaft on The Formation of Cavitation in The Elbow of Morning Glory Spillway

در قسمت زانويي سرريزهاي نيلوفري انتظار مي رود، به دليل وجود سرعت بالاي جريان كه منجر به جداشدگي و افت فشار ناشي از زبري و انحنا مي شود، كاويتاسيون اتفاق بيفتد و همين نكته اين سرريزها را به عنوان يكي از مستعدترين سرريزها براي وقوع كاويتاسيون تبديل مي كند. در پژوهش حاضر تاثير تغيير ارتفاع شفت قايم بر امكان پذيري وقوع كاويتاسيون در زانويي سرريز نيلوفري با مدل سازي عددي مورد بررسي قرار گرفته است. براي مدل سازي عددي از نرم افزار FLOW3D استفاده شده و نتايج با اطلاعات آزمايشگاهي مقايسه گرديده است. نتايج حاصل انطباق مطلوبي را بين مدل عددي و آزمايشگاهي نشان مي دهد. نتايج فشار براي طول هاي مختلف شفت قايم و در دبي هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته است. سپس احتمال وقوع كاويتاسيون با به دست آوردن شاخص كاويتاسيون مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. بررسي بر روي تغيير طول شفت قايم، تاثير مستقيم اين پارامتر بر مقادير فشار و شاخص كاويتاسيون را نشان مي دهد، به طوري كه با افزايش طول شفت قايم در دبي و نقطه اي مشخص، فشار بيشتر شده و خطر كاويتاسيون كمتر مي گردد. همچنين با افزايش دبي فشار وارد بر زانويي بيشتر مي شود.

In the elbow of morning glory spillway, the occurrence of cavitation is expected due to the high velocity and head, separation and pressure drop because of the geometry of curve. Hence, morning glory spillways are one of the most talented cases for the occurrence of cavitation phenomena. In this study the possibility of cavitation occurrence in the spillway’s elbow due to the hight change of vertical shaft is considered by using numerical modeling. To model the flow, “FLOW3D” software is used. It is investigated that numerical results are vwey near to experimental results. The pressure distribution for different length of vertical shaft by different rates of flow was evaluated. Later, the possibility of the cavitation occurrence was analyzed by obtaining the cavitation index. The results show that changing vertical shaft’s length, has a meaningful effect on the pressure values and cavitation index. The pressure increases by increasing the length of vertical shaft and the cavitation danger in reduces. Moreover, the pressure on the spillway’s elbow is increased by increasing the rate of flow.