14944

14944

بررسي و كنترل اثرات جاذبه بر سوپر كاويتاسيون مصنوعي

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

مهر ماه 1394

مهر ماه 1394

دكتر نوروز محمد نوري

مكانيك

چكيده آب سيالي تراكم ناپذير بوده و خواص آن در اثر تغييرات زياد فشار، تغيير زيادي نميكند. هرچند وقتي فشار آب به كمتر از فشار اشباع بخار برسد، ناپيوستگيهايي به شكل حباب و حفرههايي كه توسط بخار پرشدهاند در آب ظاهر خواهد شد. آبي كه تحت فشار تا چند صد اتمسفر تقريباً تراكمناپذير است، اگر فشار محلي آن به زير فشار اشباع ) 3540 پاسكال در دماي 20 درجه سانتي گراد( برسد، با تشكيل حبابهاي ريز بخار، پيوستگي خود را از دست ميدهد و حبابهايي در سيال ايجاد ميشود. اين حبابها ممكن است در شرايطي به يكديگر بپيوندند و تشكيل يك حباب بزرگ بدهند كه كل جسم را دربر بگيرد. به اين حالت سوپركاويتاسيون و به حباب ابركاواك گفته ميشود. اين سوپركاويتاسيون يا در سرعتهاي بسيار بالاي سيال كه فشار كم است ايجاد ميشود كه به آن سوپركاويتاسيون طبيعي گويند يا در شرايط آزمايشگاهي كه معمولاً رسيدن به سرعتهاي بسيار بالا مقدور نيست با دميدن گاز در حباب نسبتاً كوچك و تبديل آن به حباب بزرگ بوجود ميآيد كه به آن سوپركاويتاسيون مصنوعي گويند. در شرايط سوپركاويتاسيون مصنوعي با توجه به پايين بودن سرعت، جاذبه بر روي كاواك تأثير ميگذارد و باعث برهم خوردن تقارن آن، اغتشاشات كاواك، برخورد قسمتهايي از جسم با آب و حتي در شرايطي خاص بهم خوردن حالت سوپركاويتاسيون ميگردد كه در حالت سوپركاويتاسيون طبيعي بهندرت اين اتفاق صورت ميگيرد. بهمنظور ايجاد تشابه بين مدل و نمونه اصلي براي محاسبه پارامترهاي مهم و مورد نياز )ضرايب هيدروديناميكي، پارامترهاي هندسي مانند طول كاواك و...( بايد اين اثرات در مدل به نوعي كنترل شود تا شرايط در سوپركاويتاسيون مصنوعي به سوپركاويتاسيون طبيعي نزديك شود. در اين پروژه با نشان دادن اين اثرات جاذبه در سوپركاويتاسيون مصنوعي، مكانيزمهايي براي كنترل اين اثر و ايجاد تشابه بين مدل و نمونه اصلي طراحي و ساخته شده است و نتايج با حالت بدون استفاده از مكانيزم مقايسه شده است. واژههاي كليدي: سوپركاويتاسيون، جاذبه، كاواك، كاواكزا