تحلیل عددی عملکرد هیدرولیکی شرایط تخلیه سرریز نیلوفری با رویکرد هوادهی بر نوع جریان چند فازی و استهلاک انرژی

طراحی سرریزهای نیلوفری به عنوان سرریز اضطراری باید به گونه ای باشد که جریان سطح آزاد حاکم وتونل آن در دبی ماکزیمم بایستی جریانی با سطح آزاد در مقطع انتهایی حاکم باشد که جریان هوا از مقطع پایین دست وارد تونل شده و از ایجاد فشار منفی در تونل جلوگیری می شود. در این راستا عملکرد هیدرولیکی شفت هوارسان بر تغییرات مدلهای چند فازی جریان و استهلاک انرژی مجاری سرریز نیلوفری با بکارگیری نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی بررسی گردیده است. نتایج نشاندهنده این است که بدون عملکرد شفت هوارسان در شرایط کنترل تاج جریان سطح آزاد ، عمق استغراق کمتر از حالت هوارسانی بوده که با افزایش دبی عبوری این عمق استغراق افزایش یافته و تونل پایین دست، تحت فشار جریان دو فازی اختلاطی قرار گرفته است. در حالیکه با عملکرد شفت هواده مقدار عمق استغراق با افزایش دبی تا قبل از خفگی کامل سرریز کاهش یافته و در این رویکرد عمق استغراق کمتر از حالت عدم بکارگیری هوارسان است و کنترل در شفت قایم بوده است. همچنین به ازای دبی معین در زمانی که سرریز دچار خفگی کامل است با عملکرد شفت هوارسان وضعیت به آستانه خفگی مبدل شده و تراز مخزن افزایش یافته و نقطه کنترل از تاج به شفت قایم منتقل شده و در این شرایط می توان عملکرد را بهینه می گردد. در نهایت با بکارگیری شفت هوارسان استهلاک انرژی بیشتری رخ داده که با تامین هوای مناسب و تضمین وجود جریان سطح آزاد در تونل پایین دست احتمال رخ داد کاویتاسیون به حداقل می رسد.

کلیدواژه ها:

هوادهی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، مدل توربولانس ، معادلات ناویر استوکس ، جریان سطح آزاد