11264

11264

تعيين مشخصات عملكردي ونتوريهاي كاويتاسيوني كوچك

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

آذر ماه 1391

آذر ماه 1391

دكتر حجت قاسمي

چكيده ونتوري¬هاي كاويتاسيوني وسايل ساده¬اي هستند كه از آنها براي كنترل غير فعال جريان در مصارف مختلف صنعتي استفاده مي¬شود. ونتوري¬هاي كاويتاسيوني با استفاده از پديده كاويتاسيون، جريان را از پايين¬دست ايزوله مي¬كنند و در نتيجه نوسانات موجود در پايين دست به بالادست منتقل نمي¬شود. از پارامترهاي مهم در طراحي ونتوري¬هاي كاويتاسيوني محدوده عملكرد آنها است كه بطور مستقيم در قابليت بكارگيري آنها تاثيرگذار است. در اين تحقيق عملكرد ونتوري¬هاي كاويتاسيوني با ابعاد كوچك و توانايي آنها در كنترل دبي جريان به صورت عددي و تجربي مورد بررسي قرار گرفت. اثرات تغيير فشار بالادست و پايين¬دست و همچنين پارامترهاي هندسي نظير قطر گلوگاه، طول ناحيه گلوگاه و زاويه قسمت واگراي ونتوري بر دبي خروجي، نسبت فشار بحراني، محدوده عملكرد ونتوري و ضريب تخليه ونتوري مورد تحقيق قرار گرفت. به منظور اخذ داده¬هاي تجربي از دستگاه آزمايشگاهي ونتوري كاويتاسيوني استفاده شد. همچنين ونتوري¬هايي با قطر گلوگاه 7/0، 1 و 5/1 ميليمتر ساخته شد. ونتوري¬ها تحت فشارهاي بالادست و پايين¬دست مختلف مورد آزمايش قرار گرفتند و دبي خروجي از آنها اندازه¬گيري شده و منحني¬هاي عملكردي بدست آمد. از نرم افزار فلوئنت براي شبيه سازي عددي عملكرد ونتوري¬هاي مورد آزمايش استفاده شد. نتايج عددي تطابق قابل قبولي با نتايج تجربي داشت. بنابراين علاوه بر تأثير قطر گلوگاه، پارامترهاي ديگري نظير تأثير طول ناحيه گلوگاه، زاويه قسمت واگرا و فشار بالادست بر عملكرد ونتوري¬هاي كاويتاسيوني نيز به صورت عددي بررسي شد. نتايج بدست آمده نشان مي¬دهد كه با كاهش قطر ونتوري از 5/1 به 7/0 ميليمتر، نسبت فشار بحراني از مقدار 8/0 به 7/0 كاهش پيدا كرد. همچنين با افزايش فشار بالادست ونتوري از bar 20 به bar 60، ضريب تخليه ونتوري از 972/0 به 958/0 كاهش پيدا كرد. با كاهش زاويه قسمت واگراي ونتوري كاويتاسيوني از 15 درجه به 5 درجه، نسبت فشار بحراني از 6/0 به 76/0 مي¬رسد و ضريب تخليه ونتوري ثابت مي¬ماند. نتايج بدست آمده همچنين به وضوح قابليت ونتوري كاويتاسيوني كوچك را براي كنترل دبي جريان در محدوده عملكرد آن نشان مي¬دهد. درضمن مي¬توان از اين وسيله بعنوان يك دبي سنج بسيار دقيق كه قادر است تنها با داشتن فشار بالادست دبي عبوري را مشخص كند استفاده نمود. واژه‌هاي كليدي: ونتوري كاويتاسيوني، كاويتاسيون، شبيه سازي عددي، جريان خفگي، منحني عملكردي