بررسی پدیده جدایی ستون مایع در جریان های غیرماندگار

در مباحث مربوط به تحلیل شبکه های لوله که در برگیرنده شبکه های آبرسانی، شبکه های صنعتی و تاسیساتی، نیروگاه های آبی و هسته ای و غیره می باشد تحت شرایطی همچون بستن سریع شیر، از کار افتادن پمپ ها و توربین ها وضعیت جریان سیال درون شبکه به شدت تحت تاثیر قرار گرفته و از حالت ماندگار خارج می گردد. هنگامی که جریان های غیر ماندگار در شبکه ایجاد شود مشخصات جریان مانند سرعت و فشار، تغییرات بسیار سریع و قابل توجه ای را نسبت به زمان خواهند داشت. که سبب می شود در بعضی نقاط شبکه فشارهای قابل توجهی ایجاد گردد. در صورتی که این تغییرات سبب کاهش فشار به مقداری کمتر از فشار بخار سیال گردد، سیال درون لوله تبخیر شده و در واقع از فاز مایع به فاز گازی تغییر خواهد کرد که باعث ایجاد پدیده جدایی ستون مایع می گردد و در این صورت دیگر معادلات استاندارد ضربه قوچ برقرار نمی باشند. در این حالت ممکن است حفره های بخار و یا نواحی سیالی- بخاری گسترده تشکیل شوند که هر کدام از آن ها شرایط و معادلات متفاوتی را ایجاد می کند. جهت تحلیل و شبیه سازی این پدیده مدل های مختلفی بر اساس استفاده از روش تفاضل محدود و خطوط مشخصه شامل مدل حفره ایی بخاری گسسته و مدل گازی حفره ایی گسسته و مدل کاویتاسیون وجه مشترک تعمیم یافته ارائه گردیده است. در این پایان نامه شرح انواع کاویتاسیون و مدل های ریاضی و عددی همراه با جزییات آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. و در نهایت جهت بهبود مدل های عددی اصلاحاتی در این مدل های صورت گرفته است.