مهدی مشرف دهکردی - دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف
بهار دهقان فیروزآبادی - استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف

شرایط گذرایی ممکن است در اثر عواملی مختلفی نظیر بستن شیرها، راه اندازی و از کار انداختن پمپها، تغییر بار مصرفی توربینها در سیستمهای هیدرولیکی ایجاد شود، این پدیده با نام ضربه قوچ شناخته شده است. در اثر عواملی که باعث به وجود آمدن شرایط گذرایی در سیستم هیدرولیکی میشوند، یک موج فشاری ایجاد شده، که به صورت کاهش و افزایش فشار ظاهر میشود. به همان اندازه که افزایش فشار در سیستم میتواند مخرب باشد، کاهش فشار نیز خطرناک و مخرب است. در مواردی که کاهش فشار زیاد باشد و فشار به فشار بخار مایع افت پیدا کند، سیال تبخیر، کاویتاسیون(حفره زایی) رخ داده و ظهور بخار یا حبابهای آن منجر به ایجاد جریان دو فازی میشود. در این حالت قسمتهای مختلف مایع توسط حبابهای ایجاد شده، از یکدیگر جدا میشوند، به این پدیده جدایش ستون مایع گفته میشود. محاسبات ومدلسازی ضربه قوچ اعم از در نظر گرفتن کاویتاسیون یا بدون در نظر گرفتن آن عمدتا با در نظر گرفتن جریان یک بعدی و فرض ضریب اصطکاک دائم صورت میگیرد. در حالی که بدلیل تغییر پروفیل سرعت به صورت لحظه ای شیب آن تغییر کرده و ضریب اصطکاک نیز بشدت با ضریب اصطکاک حالت دائم تغییر میکند.این امر منجر به کاهش استهلاک امواج در شبیه سازی نسبت به حالت واقعی میگردد. مدلهای زیادی برای اعمال اثر غیر دائمی ضریب اصطکاک در محاسبات ضربه قوچ ارائه شده است. در کار حاضر به بررسی پدیده کاویتاسیون در ضربه قوچ با در نظر گرفتن ترم اصطکاک غیر دائم در یک سیستم هیدرولیکی پرداخته شده است. نتایج حاصل از مدلسازی با همچنین نتایج تجربی مقایسه شده است. مقایسه نتایج حاصل از مدلهایی که در آنها از ترم اصطکاک دائم استفاده شده با نتایج تجربی نشان داده است که، اختلافی بین این نتایج وجود دارد؛ علت این است که پروفیلهای سرعت در شرایط غیر دائم، دارای گرادیانهای شدیدتری بوده و در حقیقت تنش برشی از حالت دائم بر روی جداره لوله ها بیشتر است. در کار انجام شده برای مدلسازی از روش حفره زایی گسسته بخاری (DVCM) به همراه مدل اصطکاک غیردائم برونون اصلاح شده استفاده و تاثیر آن در مدلسازی مورد بررسی قرار گرفته شده است.

ضربه قوچ، کاویتاسیون بخاری، مدل اصطکاک غیر دائم، روش مشخصهها، روش حفرهزایی بخاری گسسته