دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی مکانیک – تبدیل انرژی
عنوان :
بررسی وشبیه سازی پدیده کاویتاسیون بر روی کنترل ولوها
چکیده:
در این سمینار ابتدا به تعریف شیر کنترل، تقسیم بندى و محاسبات آن وشـاخص جریـان وسـپس اتفاقـات
کاویتاسیون را از مرحله تشکیل تا متلاشی شدن حبابهای کاویتاسـیون و ایجـاد گردابـه کـه بـر اثـراین پدیـده
ایجاد می شود می پردازیم. وهمچنین تاثیرات مضرراین پدیده بر روی سیستم را مـورد بحـث و بررسـی قـرار
میدهیم و در ادامه رفتار سیال را توسط دو روش تئوری و عددی تحلیل مـی کنـیم. در ایـن سـمینارتعدادی از
معادلات حاکم استخراج شده ومورد بحث قرار گرفته است که این معادلات برای پـیش بینـی شـروع، تعـداد
پروسه انتقال ونیروی کاویتاسیون ومقدار حجم بخار در یک سلول برای سیال تـراکم ناپـذیر ،غیـر دایـم و دو
بعدی به کاررفته است. اما با توجه به شرایط مسئله مانند دو بعدی یـا حتـی سـه بعـدی بـودن هندسـه، شـرایط
مرزی، چند فازی بودن مسئله وبزرگی ابعاد هندسه ومحدودیت معادل بندی در هندسه های پیچیـده و… نمـی
توان تنها به روش تئوری تکیه کرد بنابر این با استفاده از روش عددی به صورت المان محدود و شـبیه سـازی
با تقریب مناسب به حل مسئله پرداختیم که جوابهای ایده آل و قابل قبول را به ما می دهد.
مقدمه:
کاویتاســیون پدیــده ای اســت کــه فقــط در سیســمهای حالــت مــایع اتفــاق مــی افتــد. در ســال
1917فیزیکدان انگلیسی Lord Raylejgh اولین بار علت فرسودگی سریع پره های کشتی را مورد بررسی
قرار داد و متوجه تولید حبابهای بخارتوسط پره های کشتی شـد.کـه قـبلاً توسـط Reynolds بـه صـورت
تجربی اثبات شده بود .به نظر می رسید که این حبابها همان طور که به پروانه آسیب می رساندند، سـبب
کندی حرکت قایق نیز می شدند.
هنگامی که سیال از دریچه کنترل شیر عبور می کند، به دلیل عبور ازیک گلوگاه فشار سـیال پـایین
آمده و سرعت افزایش میابد. اگراین افت فشار، فشار سیال را به پایین ترازفشار بخار سیال برساند، مایع به
بخار تبدیل شده ودرون مایع حبابهایی تشکیل می شود. بعد از عبور سیال از گلوگاه فشـار در بـالا دسـت
افزایش می یابد واصطلاحاً به این امر بازیافت فشار گفته می شود. افزایش مجـدد فشـار و بـالارفتن فشـار
بخارسیال باعث می شود که حبابهای ایجاد شده درون مایع ترکیده وبخار دوباره به مایع تبدیل شود. این
عمل تشکیل حبابهای بخار و سپس ترکیدن حبابها را کاویتاسیون مـی نامنـد. کاویتاسـیون عمـلاً بسـیار
مخرب بوده و سبب آسیب رساندن به شیر و عمرآن می شود. این پدیده با فلشینگ کـاملاً متمـایز اسـت
چرا که فلشینگ در حالتی اتفاق میافتدکـه فشـار در خروجـی پـایین ترازفشاربخارباشـد. در ایـن حالـت
حبابهای بخار ایجادشده نمی ترکند. اما به دلیل باز یافت فشار در پایین دست و در نتیجه افـزایش فشـار،
حجم حبابهای تشکیل شده کاهش می یابد و در نتیجه نوسانات در جریان سیال ایجاد می شود. بـه ایـن
پدیده فلشینگ می گویند. این پدیده به مخربی کاویتاسیون نمی باشد اما بر روی سطوح، فرسایش ایجـاد
نموده و سبب لرزش وصدای کم در شیر می شود.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند