19095

۱۹۰۹۵

تحليل عددي شيرهاي كاهنده چند مرحله اي فشار جهت جلوگيري از كاويتاسيون

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱/۲۶

دكتر منصور عليزاده

مكانيك

آز آن‌جايي كه كاويتاسيون يكي از پديده‌هاي مخرب در شيرهاي كنترلي هيدروليكي و كاهش بازدهي سيستم‌هاي انرژي محسوب مي‌شود هدف از اين رساله بررسي كاويتاسيون در يك شير كنترلي نمونه در حال كاركرد با استفاده از داده‌هاي حقيقي و ديناميك سيالات محاسباتي است. با توجه به اين مهم كه فرآيند خوردگي كاويتاسيون فرآيندي زمان‌بر و طولاني مدت بوده و امكان ايجاد شرايط و داده‌هاي آزمايشگاهي به دليل اردر مقداري متفاوت در مسئله با پيچيدگي‌ها و مشكلات بسياري همراه است وجود شير كنترلي تخريب شده در شرايط كاركرد واقعي مي‌تواند به عنوان مرجعي ارزشمند براي شناسايي الگوي و آسيب ناشي از كاويتاسيون مورد استفاده قرار گيرد. نتايج سه بعدي حل عددي با استفاده از مدل مخلوط دوفازي گربر و بلمري و مدل توربولانسي DES نشان مي‌دهد در مكاني كه شير كنترلي دچار تخريب شده است، حباب‌هاي بخار شكل گرفته و ناپديد شده كه منجر به خوردگي كاويتاسيون مي‌شوند. علت اصلي ايجاد كاويتاسيون وجود نواحي به شدت چرخشي در ورودي پلاگ شير بود. براي جلوگيري از اين پديده از پلاگ با طراحي جديد كه تركيبي از دوران و تغيير مكرر سطح مقطع عبوري جريان است، استفاده شده است چراكه تريم‌هاي كاهنده مرحله‌اي فشار بهترين روش شناخته شده براي كاهش و جلوگيري از وقوع كاويتاسيون در شيرهاي كنترلي مي‌باشند. بررسي‌ها براي افت فشار 2، 3 و 4 مرحله‌اي نشان مي‌دهند كه براي پلاگ با 4 دوران و تغيير سطح مقطع، بهترين نتايج جهت جلوگيري از وقوع كاويتاسيون حاصل شده و در شرايط كاري سيستم كاويتاسيون به طور كامل از بين مي‌رود.

1397/04/26

Numerical Analysis of Multi-Stage Pressure Reducing Valves to Prevent Cavitation

7/17/2018 12:00:00 AM

Since Cavitation is Destructive phenomenon in Hydraulic Control Valves and efficiency of Energy System, the aim of this Article is to Study Cavitation in Sample Destructed Control Valve Using Computational Fluid Dynamics (CFD) and actual operating conditions. Given the fact that the process of cavitation Erosion is time-consuming and the possibility of creating test conditions and laboratory data due to the existence of different orders of Magnitude in the Problem has a lot of difficulties and complexities, the presence of damaged control valve with the actual operating conditions, can be a valuable Source and Should be Used for identifying Cavitation flow patterns and Damage. Numerical Simulation With 3D Gerber and Belamri Mixture Model and DES Turbulence Model Shows That in the place where the Control Valve is Damaged, Vapor bubble formed and disappeared, which causes Cavitation Erosion. The main cause of cavitation in this case study is the presence of high rotational fluid flow in the inlets of valve plug. To prevent this phenomenon, We Use a new Trim and method which consists of the combination of the Rotation and frequent changes in the fluid flowing cross-section since pressure reduction Trims are the best known method to Reduction and prevent of cavitation occurrence in control valves. For 2, 3 and 4 Stage Pressure Reduction Result's Shows that with 4 stage rotations and fluid Flow Cross section changes, Best result for Cavitation Reduction and Preventation in Studied Control Valve has been Obtained.