بررسی نوسان های فشار و احتمال وقوع کاویتاسیون داخل شیار دریچة کشویی تحتانی سد گتوند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد نراق

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

چکیده

     سرعت زیاد سیال همراه با افت شدید فشار باعث اغتشاش های زیاد در جریان شده که می­تواند منجر به وقوع پدیده های مخرب مانند کاویتاسیون و کوبش در سازه های هیدرولیکی و تخریب جدی در قسمت هایی از آنها گردد. در این تحقیق نوسان های فشار، روند آنها و پدیدة کاویتاسیون در ناحیة شیار دریچة سرویسِ مدل فیزیکی تونل تحتانیِ سد مخزنی گتوند علیا بررسی شد. آزمایش ها در بازشدگی های10،30،50،70 و100 درصد دریچه با ارتفاع معادل فشار آب 2،3 و4 مترانجام شد. داده های فشار با استفاده از مبدل فشار برداشت شد و به یک دستگاه تقویت کننده منتقل و در نهایت در رایانه ثبت گردید. این داده ها با احتمال وقوع 1/0درصد مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که احتمال وقوع کاویتاسیون در باز­شدگی های30،50 و70 درصد دریچه بیشتر از مقادیر آن در بازشدگی های10  و100 درصد دریچه می باشد. همچنین پیزومتری که به لبة دریچه نزدیکتر است در معرض نوسان های بیشتری قرار دارد و با افزایش باز شدگی دریچه نقطة بحرانی نوسان های فشار به نقاط بالاتر انتقال می­یابد. ضریب بی بعد نوسان های فشار نیز در بازشدگی10% دریچه بیشینه بوده که نشان دهنده کوبش و ضربه­های فشاری به سازه در این بازشدگی می باشد. لذا با استفاده از پوشش مناسب، کنترل شرایط هیدرولیکی و تغییرات هندسی شیار می توان احتمال وقوع کاویتاسیون را به کمترین میزان ممکن رساند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Pressure Fluctuations and Probability of Cavitation Occurrence in the Slot of Bottom Outlet Gate of Gotvand Dam

نویسندگان [English]

  • Amirfarid Hashemi 1
  • Amir Khosrowjerdi 2
  • Hossin Sedghi 2
چکیده [English]

High velocity of fluid along with the severe head loss causing several turbulences in the flow, may lead to the occurrence of cavitation phenomenon in hydraulic structures and severe destruction in some parts of them. In this research, pressure fluctuations, its processes and cavitation phenomenon in area of service gate slot have been investigated and analyzed by a hydraulic model including bottom outlet of Gotvand Olya storage dam. These experiments were conducted at the gate openings of 10, 30, 50, 70, and 100 percent and at different 2, 3 and 4 meter-heads in the region of gate slot. Pressure data were collected by using a transducer and were then transferred to an amplifier and finally were recorded in the computer. These data were analyzed on the basis of   0.001 probability level. The obtained results indicated that the probability of cavitation occurrence in 30, 50 and 70 percent of gate openings was higher than 10 and 100 percent ones. Also the piezometer which was the closest to the gate lip was subject to more fluctuations and critical point of pressure fluctuations was shifted to higher points due to increase of gate opening. ِِDimensionless coefficient of pressure fluctuations (C'p) was the maximum for 10­ of gate opening, indicating compaction and pressure impacts on the structure in this opening. So by suitable lining, control of hydraulic conditions, and change of slot geometry probability of cavitation occurrence can be decreased to the lowest value.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bottom outlet
  • Cavitation
  • Coefficient of pressure fluctuations
  • Head loss
  • High velocity of fluid
  • Service gate