فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این پژوهش، عملکرد یک نوع شیر تسلا که به عنوان بخشی از سیستم‌های چرخش خودکار در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی مطالعه، تحلیل تأثیر پارامترهای هندسی کلیدی این شیر بر مشخصه‌های جریان، از جمله دبی، افت فشار و پدیده کاویتاسیون می‌باشد. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود در نرم‌افزار انسیس سی‌اف‌ایکس حل شده و صحت نتایج عددی از طریق مقایسه با داده‌های تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. مطالعه پارامتری در دو مرحله انجام شد. در مرحله نخست، با در نظر گرفتن افت فشار ثابت، تأثیر قطر بدنه و مراحل، زاویه مراحل، و تعداد مراحل شیر بر میزان دبی جریان بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش قطر و کاهش زاویه مراحل می‌‌‌‌‌‌‌‌تواند موجب افزایش دبی تا 45 درصد گردد، در حالی‌که تغییر تعداد مراحل تأثیر قابل توجهی بر دبی ندارد. در مرحله دوم، اثر پارامترهای مذکور در مقادیر مختلف افت فشار بررسی شد. نتایج این بخش نیز حاکی از وجود رابطه مستقیم بین افت فشار و دبی جریان و هماهنگی روند تغییرات هندسی مشابه مرحله نخست بود. به‌‌‌‌‌‌‌‌علاوه، توزیع فشار و تحلیل کاویتاسیون نشان داد که در ناحیه انتهایی شیر، وقوع پدیده کاویتاسیون به‌دلیل افت شدید فشار اجتناب‌ناپذیر است، با این حال تأثیر معناداری بر عملکرد کلان شیر ندارد. یافته‌های این مطالعه می‌تواند به‌عنوان مبنایی برای طراحی بهینه و سفارشی شیر تسلا در سیستم‌های چرخش خودکار به‌کار رود و نقش مهمی در افزایش بهره‌وری و کاهش تلفات انرژی در سیستم‌های پمپاژ صنعتی ایفا کند.