مدل سازی عددی میدان جریان در اطراف سرریز های مدور قائم با ورودی از نوع کلید پیانویی
چکیده
یکی از انواع بسیار مهم و کاربردی سرریزها، سرریز مدور قائم با شکل¬های مختلف ورودی نظیر نیلوفری یا لاله¬ای است. این نوع سرریز در شرایطی که محدودیت مکانی برای ساخت انواع دیگر سرریزها وجود دارد، بسیار موثر عمل می¬کند. از خصوصیات هیدرولیکی این سرریز می¬توان به تشکیل جریان گردابی در ورودی آن اشاره نمود. یکی از روش¬های کنترل جریان گردابه¬ای اصلاح شکل ورودی است. استفاده از سرریز کلید پیانویی مدور به¬عنوان ورودی شفت¬های قائم یکی از روش¬های اصلاح ورودی سرریز مدور قائم است. در این تحقیق به بررسی عددی هیدرولیک جریان در اطراف سرریز مدور قائم با ورودی از نوع کلید پیانویی پرداخته می¬شود. معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات پیوستگی و حرکت ناویراستوکس در دستگاه مختصات استوانه¬ای حل می¬شوند. برای مدل¬سازی میدان جریان اطراف سازه و درون شفت قائم از نرم افزار فلوئنت استفاده شده و شبیه¬سازی عددی با استفاده از روش حجم محدود و مدل آشفتگی k-? انجام شده¬ است. طول و ارتفاع و زاویه کلید پیانویی از جمله پارامتر¬های هندسی سرریز هستند که تاثیرشان بر هیدرولیک جریان بررسی شده است. همچنین اثر وجود زانویی و شفت قائم و اصلاح قطاع¬های مقعر سرریز کلید پیانویی بر هیدرولیک جریان از دیگر مواردی است که در تحقیق حاضر مد نظر قرار گرفته است. همچنین با افزایش دبی، قدرت جریان گردابی و چرخش جریان نیز افزایش می¬یابد. در نتیجه نقش کلید پیانویی به¬عنوان گرداب¬شکن پررنگ¬تر می¬شود. در انتها بهترین هندسه¬ی ورودی کلید پیانویی برای دست¬یابی به بیشترین راندمان در سرریز مدور قائم پیشنهاد می¬شود.