ارزیابی افت اصطکاک غیرماندگار در جریان گذرا

نویسندگان

1 گروه عمران، موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان، اهواز

2 استاد دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

3 گروه سازه‌های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران

doi
چکیده

جریان گذرا با کاهش آنی دبی جریان ناشی از بسته شدن سریع شیر یا از کار افتادن پمپ در شبکه­های آبرسانی ایجاد می­شود. جریان گذرا با ایجاد کردن موج­های فشاری زیاد و کم، ممکن است به خطوط لوله آسیب برساند. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی در مطالعات پیشین نشان می­دهد که مدل­های اصطکاک شبه­ماندگار با فرض یکنواخت و یک‌بعدی بودن پروفیل سرعت، قادر به پیش­بینی صحیح فرآیند اتلاف انرژی امواج فشاری نیستند. بنابراین، هدف از این تحقیق، بررسی پروفیل سرعت در مقطع انتهایی لوله برای رسیدن به درک صحیح از جریان گذرا می­باشد. به‌علاوه، این پژوهش با استفاده از روش خطوط مشخصه، توانایی مدل­های اصطکاک غیرماندگار بر پایه­ای شتاب لحظه­ای در پیش­بینی نمودن تاریخچه فشاری حاصل از جریان گذرا را ارزیابی می­کند. به‌منظور رسیدن به این اهداف، از یک خط لوله PVC با قطر داخلی 63 میلی­متر در دو طول مختلف 40 و 80 متر استفاده شده است. همچنین، یک شیر توپی برای ایجاد جریان گذرا در انتهای خط لوله نصب شده است. در مدت زمان عبور جریان گذرا از خط لوله، داده­های پروفیل سرعت و نوسانات فشار دینامیکی توسط دستگاه سرعت‌سنج الکتروسونیک داپلر و ترانسدیوسرهای فشار جمع‌آوری می­شدند. نتایج آزمایش­ها نشان از وجود جریان برگشتی در پروفیل سرعت و گرادیان بزرگ سرعت در نزدیکی جدار لوله می­باشد. به‌علاوه، نتایج نشان داد که مدل­­های تجربی با دو ضریب اصلاحی، تطابق بهتری با نتایج آزمایشگاهی ایجاد می­کند. ترم  در مدل­های اصطکاک غیرماندگار بر فاز زمانی امواج فشاری و ترم  بر میزان افت امواج مؤثر می­باشد. بعلاوه، ضریب ترم شتاب زمانی kt در محدوده 0037/0 تا 006/0 متغیر بوده درحالی­که مقدار ضریب ترم شتاب مکانی kx در محدوده 0325/0 تا 052/0 تغییر می­کند.