بررسی سیستم هوادهی در تخلیه کننده تحتانی سد سفیدرود با استفاده از روش حجم محدود

یکی از روش های ی که برای حفظ حجم مخازن سدها وجود دارد، انتقال رسوب انباشته شده در مخزن به پایین دست می باشد که اغلب از طریق مجرای تخلیه کننده تحتانی صورت می گیرد. کاویتاسیون مهمترین مشکلی است که به سبب سرعت های زیاد جریان در این مجراها ایجاد می شود و موجب آسیب های چشمگیری در پوشش ها می گردد. طراحان با هوادهی جریان، از ایجاد کاویتاسیون جلوگیری می نمایند. سد سفید رود در شمال کشور سالهاست که به علت وجود سرعت های در حدود 30 متر بر ثانیه وم ایجاد فشارهای منفی در نقاطی از تخلیه کننده های تحتانی، متحمل آسیب های شدیدی در پوشش های کف و دیواره گردیده است. در این تحقیق از طریق دینامیک سیالات محاسباتی در قالب روش حجم محدود بکار رفته در نرم افزار فلوئنت، مدلسازی جریان در تخلیه کننده تحتانی سد سفید رود انجام شده است. طی این مدلسازی، از مدل حجم سیال (VOF) در حالت سه بعدی شامل جریان دوفازی آب و هوا استفاده گردیده است. همچنین برای در نظر گرفتن آشفتگی های جریان، مدل k-e بکار رفته است. برای رفع مشکل کاویتاسیون، از یک سیستم هوادهی شالم رمپ در کف و دیواره مجرا استفاده گردیده است. همچنین برای فرستادن هوا به نزدیکی کف و دیواره های مجرا از شیار هواده بلافاصله بعد از رمپها استفاده شده است. مقادیر سرعت، فشار و شاخص کاویتاسیون در دو حالت جریان هوادهی نشده و جریان هوادهی شده بررسی گردیده است. برای تأیید نتایج مدل، مقایسه ای بین نتایج تحقیق با اندازه گیری های مربوط به مدل هیدرولیکی تخلیه کننده تحتانی سد سفید رود در موسسه تحقیقات آب تهران صورت گرفته است.

کلیدواژه ها:

تخلیه کننده تحتانی ، سد سفید رود ، کاویتاسیون ، سیستم های هوادهی ، حجم سیال ، نرم افزار فلوئنت