نام پژوهشگر: نیما بهمنش

مدلسازی عملکرد هواده های عمقی در سرریز آزاد و ارائه روش های بهبود با آزمودن انواع جدیدی از هواده برای عملکرد مناسب در تغییرات دبی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده عمران 1393
  نیما بهمنش   سعید رضا صباغ یزدی

در سرریز آزاد، برای ممانعت از پدیده کاویتاسیون، جریان با ابزار های مختلفی هوادهی می شود. ویژگی های ابزار هوادهی، در میزان هوای ورودی به جریان و نحوه توزیع آن موثر است. بنابراین ارائه نوعی از هواده که دارای عملکرد بهتری در ورود هوا به جریان باشد؛ بسیار مهم است. در بین انواع کلی هواده، هواده شیاری به شرط عدم ریزش آب به داخل آن، بیشترین امکان برای ارتباط کف جریان با هوای بیرون را فراهم می کند. با این وجود این نوع هواده در برخی موارد، در برابر تغییرات دبی، عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهد. در دبی های کمتر از دبی طرح، ریزش آب به داخل شیار، موجب غرقاب شدن هواده و ایجاد چرخش جریان در آن می شود. در هواده های شیاری معمول، به دلیل روباز بودن همه یا بخشی از شیار، آب وارد شیار می شود. در تنها حالت هواده طراحی شده پیشین که به واسطه مسقف بودن شیار و ترکیب آن با رمپ، سعی در ممانعت از ریزش آب به شیار شده است، رمپ با فشار مثبت بالایی مواجه می گردد. برای رفع مشکل ریزش آب به شیار بدون ایجاد فشار وارده به رمپ دراین تحقیق، نوع جدیدی از هواده به صورت ترکیب هواده شیاری مسقف با هواده پله، ارائه گردیده است. ایجاد پیش فشار منفی در بخش پله هواده، امکان ورود هوا به جریان و بخش شیاری آن، هوای لازم برای ورود به جریان را افزایش می دهد. در تحقیق حاضر این طرح ابتکاری، به کمک مدل سازی عددی با نرم افزار ansys fluent 14، مدل دو فازی مخلوط، مدل آشفتگی k-? realizable و با فرض یکسان بودن پهنای سرریز به صورت دو بعدی، بررسی می گردد. بعد از صحت سنجی نرم افزار توسط مقایسه نتایج با تحقیقات تجربی، هواده پیشنهادی در اعداد فرود، شیب کف های مختلف و ارتفاع رمپ متغیر مورد آزمون قرار گرفته و با توجه به عدم ریزش آب در هیچ یک از حالات به شیار هواده، نبود فشار آسیب رسان در اطراف هواده از طرف جریان و نیز توانایی ورود هوای مناسب به جریان از طریق هواده، عملکرد آن خوب ارزیابی می شود. نتایج مدلسازی های انجام یافته به صورت دو پارامتر بی بعد عدد کاویتاسیون و درصد هوای موجود در کف جریان، با استفاده از جداول و نمودارها ارایه شده است. برداشت های فیزیکی از نتایج حاصل مورد بررسی قرار گرفته است.