اثر منحنی بستن شیر و مدل اصطکاک نا مانا در استهلاک نوسانات فشاری در یک شبکه لوله

نویسنده

چکیده

آنچه به نام ضربه قوچ در شبکه های خط لوله شناخته می شود، شرایط گذرایی است که ممکن است به علت تغییرات سریع در شیرها، راه اندازی یا متوقف شدن پمپها و تغییر بار مصرفی توربینها رخ دهد. در این حالت اغتشاشات وارده با سرعت صوت به صورت موج فشاری مثبت یا منفی در سیستم حرکت کرده و به علت تنش برشی دیوار مستهلک می شود. مقایسه نتایج نظری و تجربی نشان داده است که در استهلاک امواج فشاری، مدل اصطکاک مانا و یا شبه مانا به پیش بینی غلط حوادث گذرایی منجر می شود. در حقیقت نیمرخهای سرعت در شرایط نامانا، گرادیانهای شدیدتری داشته و در نتیجه تنش برشی از حالت مانا بیشتر خواهد بود. در این مقاله شرایط گذرایی یک سیستم ساده شیر- لوله- مخزن با اعمال یکی از مدلهای اصطکاک نامانا و با روش مشخصه ها بررسی و با حالتی که جمله اصطکاک مانا در نظر گرفته شده مقایس خواهد شد. نتایج نشان می دهند که با استفاده از مدل اصطکاک نا مانا (مدل برونون) نوسانات سریعتر مستهلک می شوند که انطباق بیشتری با نتایج تجربی دارد. به طوری که در بعضی حالات عدم حضور جمله نامانا به معنی عدم استهلاک نوسانات بوده و اختلاف قابل توجهی در مقایسه نتایج تجربی و نظری مشاهده می شود. علاوه بر آن نتایج حاضر نشان می دهد که مدلسازی ضربه قوچ با جمله اصطکاک مانا پیک فشار را بیشتر از مدل اصطکاک نا مانا پیش بینی کرده و این اختلاف با تغییر قانون بستن شیر تغییر می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Valve Closing Law and Unsteady Friction Model on Damping Pressure Waves in a Network

نویسنده [English]

  • A. Vakil and B. Firoozabadi
چکیده [English]

Water-hammer is a transient condition which may occur in a network as a result of rapid or slow valve closures, pump failures, changes in turbine loading, etc. It creates high and low pressure waves which travel along the system and decay as a result of wall shear stress. Comparison o experimental and theoretical results revealed the failure of steady or quasi-steady models in correctly predicting the daming process of the pressure waves. In fact, the velocity profiles have greater gradients under unsteady conditions which results in higher shear stresses compared to the steady condition. In this paper, the transient condition in a network (valve-pipe-tank system) is investigated by implementing one of the unsteady friction models (Brunone model) into the method of characteristics (MOC). Results show that using the unsteady friction model damps the pressure waves more rapidly, the absence of which may result in disagreement between theoretical and experimental values. In addition, this work shows that pressure rise due to the water hammer phenomenon cannot be correctly determined without effecting the unsteady friction factor. The valve closure law affects pressure rise prediction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Method of characteristics
  • Transient flow
  • Unsteady friction models

تحت نظارت وف ایرانی