تحلیل دوبعدی جریان گذرا در پدیده ضربه قوچ

به علت تغییر در شرایط شیرها، راه اندازی یا متوقف شدن پمپ ها، تغییر بار مصرفی توربین ها و جزآن در یک سیستم خط لوله، جریان گذرا رخ می دهد و پدیده ای اتفاق می افتد که به آن ضربه قوچ می گویند. در چنین شرایطی یک موج فشاری مثبت به سمت بالا دست جریان و یک موج فشاری منفی به سمت پائین دست جریان در سیستم تولید می شود. عامل مستهلک شدن این امواج تنش برشی دیواره میباشد. مقایسه نتایج تجربی و تئوری نشان داده است که در استهلاک امواج فشاری، استفاده از ضریب اصطکاک دائم و یا شبه دائم در مدلهای یک بعدی به پیش بینی غلط حوادث منجر می شود. در حقیقت پروفیلهای سرعت در شرایط واقعی غیر دائم، گرادیان های شدیدتری داشته و در نتیجه تنش برشی از حالت دائم بیشتر خواهد بود. به علاوه در جریان گذرا ممکن است تنش برشی روی دیواره با متوسط جریان هم فاز نباشد. در این مقاله شرایط گذرائی یک سیستم شیر-لوله-مخزن به صورت دوبعدی برای جریان آرام و آشفته شبیه سازی شده و در جریان آشفته از فرضیه طول اختلاط پرانتل جهت مدلسازی آشفتگی استفاده شده است. نتایج حاصل از این روش با نتایج بدست آمده از مدل یک بعدی مقایسه شده است. مقایسه نتایج روش دو بعدی با نتایج تجربی و نیز نتایج یک بعدی نشان می دهدکه روش حاضر بخوبی می تواند استهلاک نوسانات را پیش بینی نماید.

کلیدواژه ها:

جریان گذرا ، نظریه طول اختلاط ، روش تفاضل محدود