مدل‌سازی عددی ورود هوا به آب شفت قائم

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی/مهندسی عمران/دانشکده فنی/دانشگاه تهران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه تهران

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه تهران

doi
10.30482/jhyd.2022.326781.1584
چکیده

شفت قائم اغلب در سیستم‌های زهکشی شهری استفاده می‌شود، وظیفه آن انتقال عمودی آب از سطحی بالاتر به پایین‌تر است. این مطالعه به بررسی رفتار شفت قائم اصلاح شده به‌وسیله شفت هوا و مقایسه با حالت اصلی پرداخته است. برای ساخت مدل هندسی از نرم‌افزار سالومه استفاده و حل هیدرولیکی توسط اپن‌فوم انجام گردید و برای استخراج و نمایش داده‌های خروجی نرم‌افزار پاراویو به‌کار گرفته شد. از مهم‌ترین مسائل مربوط به شفت قائم، ورود هوا از محیط بیرونی به داخل شفت و انتقال آن به سمت لوله‌های متصل به شفت است. تحقیق بر روی 8 شدت جریان ورودی آب انجام شده و مقدار هوای ورودی، مقدار هوای گردش یافته توسط شفت هوا و مقدار فشار هوا در نقاط مختلف شفت محاسبه شد. با افزایش شدت جریان مقدار هوای ورودی به شفت افزایش یافته ولی مقدار تقاضای هوا با افزایش شدت جریان بی بعد از 014/0 تا 17/0 به میزان 85 درصد کاهش می‌یابد. فشار هوای منفی داخل شفت با افزایش شدت جریان بیش‌تر می‌شود بدین صورت که در شدت جریان 9/3 لیتر بر ثانیه ماکزیمم فشار منفی قرائت شده در محدوده بررسی شده 100- پاسکال بوده ولی در شدت جریان 8/48 این عدد حدودا 500- محاسبه شده است. با مقایسه شفت قائم اصلاح شده و بدون شفت هوا می‌توان دریافت که در شدت جریان‌های برابر مقدار هوای وروی به شفت به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد، این کاهش در شدت جریان‌های بالا مشهودتر است همچنین فشار هوای منفی داخل شفت در وجود شفت هوا به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.