پایان نامه بررسی عددی و آزمایشگاهی وقوع پدیده کاویتاسیون در مجاری تخلیه کننده تحتانی

پایان نامه بررسی عددی و آزمایشگاهی وقوع پدیده کاویتاسیون در مجاری تخلیه کننده تحتانی
پایان نامه کارشناسی ارشد
–

تعداد صفحه :106
چکیده:
بدیهی است منابع آب برای حیات موجودات زنده و بخصوص زندگی بشر امری ضروری است.. تخلیه کننده‌ها مجموعه‌ای از سازه‌ها هستند که برای انتقال آب از دریاچه سد به نقطه تخلیه در پایین دست به‌کار می‌روند. از اینرو به دلیل اهمیت موضوع این بخش از سد، تحلیل عملکرد تخلیه کننده شامل مجرا، دریچه‌ها و خروجی آن از حساسیت خاصی برخوردار است. وجود جریان تحت فشار در بالادست دریچه تخلیه کننده، وجود افت انرژی جریان به علت عوامل مختلف و همچنین مقادیر بسیار کم نسبت باز شدگی دریچه به هد آب روی دریچه تخلیه کننده، سبب می‌شود استفاده از روابط و نتایج به دست آمده از روش‌های تئوری باعث خطاهای چشمگیری در تعیین پارامترهای مختلف مربوط به تخلیه کننده‌ها از جمله مقادیر افت فشار دریچه‌ها و ظرفیت آب‌گذری آن شود. پایان نامه حاضر، با هدف بررسی توزیع فشار در نقاط مختلف مجرای تخلیه‌کننده، تعیین ظرفیت آب‌گذری دریچه و محاسبه ضریب آبگذری آن، بررسی امکان رخداد کاویتاسیون، مقایسه حالت های ارائه شده برای هوادهی بعد از دریچه سرویس و پس از دریچه اضطراری در صورت عملکرد توام دو دریچه، همچنین تعیین ضرایب افتهای اصلی در مجرا شامل؛ افت اصطکاکی، افت ناشی از تبدیل و افت دریچه، با استفاده از داده‌های به دست آمده از مدل فیزیکی تخلیه کننده تحتانی سد نرماشیر، صورت گرفته است. بر این اساس از مدل فیزیکی مجرا و دریچه ها (سرویس و اضطراری) که در آزمایشگاه مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته شده استفاده شد وآزمایشات لازم انجام پذیرفت. مقادیر هد فشار در نقاط مختلف و میزان آبگذری دریچه درسه تراز ماکزیمم و نرمال و مینیمم مخزن اندازه¬گیری و نتایج آن در جداول و نمودارهای مربوطه ارائه شدند همچنین با استفاده از نرم افزار Flow 3D مدل عددی تخلیه کننده در این هد و در سه بازشدگی 60 ،80 و100 درصد شبیه سازی شد تا هم مقایسه ای بین نتایج آزمایشگاهی و عددی شده باشد و هم نتایج های پیشین در این پایان نامه مورد مقایسه قرار گیرد. در ادامه خواهیم دید در هردو صورت عملکرد تک دریچه و در صورت عملکرد توام اندیس کاویتاسیون در نواحی بحرانی مثل شیار دریچه ها و بین دریچه ها درحالت تک دریچه در محدوده مجاز قرار داشته و عملا خطر وجود کاویتاسیون را منتفی می سازد اما در حالت عملکرد توام در بعضی بازشدگی ها فشارها منفی گشته و احتمال وقوع کاویتاسیون را می دهد .

Abstract

It’s clearly that water resources are important for creature and human life. So, many activities are used to keeps advantage and remove disadvantage of water resources. Outlets are the set of instruments which is used to conduct dam reservoir to outlet point in downstream. So, because of the importance this part of dam, the outlet operation analysis like channel, gates and outlet are most important. Because of the under pressure flow in upper part of outlet gates and also decrease the flow energy in formed by many reasons and low quantities are comprised with the gate opening and it’s against to water head on the outlet gates which is caused the use of relations. The results which are approached in theory ways make unique errors for determining various parameters which is relevance to outlets like gates in low pressure and conductivity capacity. In this paper, with the viewpoint is study the distribute pressure in various point of outlet channel, determining of gate conductivity capacity and calculated their coefficient, occurrence cavitation study, the comparison many forms for conductivity after serviceGates and after emergency gates while the operation of two gates together, also determine major decrees coefficient in channel like friction decrease, the gates transform decrease are formed by using approached data from the physical model of lower outlet Narmashir dam. Thus the gates and channel physical model which have been used in watershed management. The amount of pressure head in various points and conductivity in gate in three levels maximum, minimum and normal in reservoir are measured and shown in tables and diagrams. Also, by using of Flow3D software in this head, which is stimulated in three (100, 80 and 60) opening and comprised to each other in case of experimental and mathematical condition. The application gate in form of coincide (index and cavitation) in crucial points like gates groove and between them in gate are located in normal limited and physically declined the caviation but in case of synchronic operation in some opening the pressure are negative and probably occurred the cavitation.

فهرست مطالب
عنوان صفحه

فصل اول: مقدمه
1-1-مقدمه 2
1-2-متدولوژی تحقیق 2
1-2-1-تعریف تخلیه کننده تحتانی 2
1-2-2-میدان جریان درتخلیه کننده 5
1-2-3-مکانیزم کاویتاسیون در تخلیه کننده ها 6
1-2-4-پارامترهای موثر بر آن 10
1-2-5-راه های جلوگیری از آن 10
1-3-اهمیت موضوع 11
1-4-اهداف تحقیق 11
1-5-معرفی فصول پایان نامه 12

فصل دوم : مروری بر پیشینه تحقیق
2-1-1-روش تجربی 14
2-1-2-روش ریاضی 18
2-2-طرح هیدرولیکی تخلیه کننده ها 19
2-2-1-بررسی جریان آزاد در تخلیه کننده ها 19
2-2-2-بررسی جریان تحت فشار در مجاری تخلیه کنند ها 21
2-2-3-جریان آب و هوا در تخلیه کننده تحتانی 24
2-3-هوادهی در تخلیه کننده تحتانی 31
2-3-1-مقدمه ای بر هوادهی 31
2-3-2-لزوم هوادهی پایین دست دریچه ها 32
2-3-3-عوامل موثر بر هواگیری جریان پایین دست دریچه 32
2-3-4-هوادهی بین دو دریچه 33
2-3-5-ملاحظات طراحی 34

فصل سوم: کارهای آزمایشگاهی و عددی
3-1-مقدمه 37
3-2-مشخصات کلی سد نرماشیر 38
3-2-1-رودخانه نرماشیر 38
3-2-2-موقعیت جغرافیایی و مشخصات کلی سدنرماشیر و تاسیسات وابسته 38
3-2-3-تخلیه کننده تحتانی 39
3-3-شرحی بر مدلهای فیزیکی 40
3-3-1-معادلات حاکم 40
3-3-2-آنالیز ابعادی 42
3-3-3-اصول تشابه سازی 43
3-4-طرح و ساخت مدل 45
3-4-1-مقیاس مدل 45
3-4-2-اجزاء مدل 46
3-4-3-آب بندی مدل 52
3-4-4-تقویت نمودن مدل 52
3-5-ابزارهای اندازه گیری 52
3-5-1-اندازه گیری فشار 53
3-5-2-اندازه‌گیری دبی جریان 54
3-5-3-اندازه‌گیری ارتفاع آب مخزن 56
3-5-4-اندازه‌گیری سرعت هوا 56
3-5-5-خطاهای اندازهگیری در مدل 57
3-6-شرحی بر مدل عددی 59
3-6-1-دینامیک سیالات محاسباتی 59
3-6-2-معرفی نرم افزار 60
3-6-3-مراحل شبیه سازی جریان در تخلیه کننده تحتانی در نرم افزار FLOW-3D 61

فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها
4-1-مقدمه 67
4-2-کارهای آزمایشگاهی و نتایج حاصله 67
4-2-1-نحوه انجام آزمایشات 67
4-2-2-بررسی نتایج حاصل از آزمایشات 69
4-2-3- مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی 80

فصل پنجم: جمع بندی و ارائه پیشنهادات
5-1-مقدمه 85
5-2-جمع بندی نتایج 85
5-2-1-نتایج آزمایشگاهی 85
5-2-2-نتایج عددی 89
5-2-3- ارائه پیشنهادات 90
فهرست مراجع 109

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند