فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

شیرهای صنعتی، به‌ویژه انواع توپی و پروانه‌ای، در فرایندهای کنترل جریان و فشار در صنایع مختلف، نظیر گازرسانی، نقش حیاتی دارند. از مهم‌ترین چالش‌های عملکردی این شیرها، پدیدۀ کاویتاسیون است که به دلیل کاهش فشار سیال درون شیر رخ می‌دهد و می‌تواند به آسیب‌های جدی به سطوح داخلی شیرها و کاهش عمر مفید آن‌ها منجر شود. این مقاله به بررسی و مدل‌سازی اثرات زبری سطوح داخلی شیرهای توپی و پروانه‌ای بر پدیدۀ کاویتاسیون در شبکه‌های گازرسانی پرداخته است. تحقیق حاضر به‌ طور خاص به تأثیر زبری سطوح داخلی شیرها بر ایجاد و شدت کاویتاسیون می‌پردازد. در این راستا، شیرهای توپی و پروانه‌ای با ابعاد مشابه انتخاب و تحت شرایط یکسان شبیه‌سازی شده‌اند. شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی برای تحلیل رفتار جریان و کاویتاسیون انجام‌ گرفته است. نتایج نشان می‌دهند افزایش زبری سطح داخلی شیرها باعث ایجاد نواحی با تنش‌های متمرکز در جریان سیال می‌شود که این نواحی مستعد کاویتاسیون شدیدتر هستند. این اثر به‌ویژه در شیرهای با سطوح زبر و ناصاف بیشتر مشهود است. علاوه بر این، تغییر هندسۀ شیرها و بررسی پارامترهایی همچون زبری سطح، فشار ورودی و دمای سیال می‌تواند به طور قابل ‌توجهی بر شدت و توزیع کاویتاسیون تأثیر بگذارد و در نتیجه، امکان بهینه‌سازی طراحی شیرها برای کاهش آسیب‌های ناشی از کاویتاسیون فراهم شود. این پژوهش می‌تواند به طراحی شیرهای صنعتی با عمر طولانی‌تر و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمک کند و اثرات منفی کاویتاسیون را در سیستم‌های گازرسانی کاهش دهد.