آشكارسازي پديده ي كاويتاسيون و انجام مطالعات تجربي در جريان همراه با گاز محلول

كارشناسي ارشد

پديده ي كاويتاسيون يكي از پديده هاي مهم در جريان سيالات بوده و زماني اتفاق مي افتد كه فشار موضعي در سيال به نزديكي هاي فشار بخار سيال در آن دما افت پيدا كند. كاويتاسيون بر اساس نوع و محل شكل گيري به دسته بندي هاي مختلفي تقسيم مي شود، كه از اين ميان كاويتاسيون جزئي به دليل اهميت موضوعي بالا و رخداد بيشتر در صنايع واقعي از جايگاه مطالعاتي ويژه اي برخوردار است. در پژوهش حاضر، يك هيدروفويل در تونل كاويتاسيون به صورت تجربي تست و رخداد كاويتاسيون با استفاده از عكس برداري، آشكارسازي ديداري شده است. با بهره گيري از روش هاي پردازش تصوير، طول حباب ايجاد شده اطراف هيدروفويل به دست آمده و براي مطالعه ي دقيق تر رفتار كاويتاسيون و به علت رفتار ديناميكي كاويتاسيون جزئي، در هر زاويه تعداد دوازده عكس گرفته شده و با ميانگين گيري از اين دوازده عكس طول حفره ايجاد شده به ازاي شرايط جريان خاص تعيين گرديد. نوآوري اصلي انجام گرفته در اين پژوهش مطالعه ي رفتار حفره به هنگام افزايش و كاهش تدريجي زاويه ي حمله ي هيدروفويل مي باشد كه منجر به تعريف هيسترزيس با رويكردي نوين در ادبيات كاويتاسيون گرديد، كه به صورت اختلاف نسبت طول حفره به وتر هيدروفويل به هنگام افزايش و كاهش تدريجي زاويه ي حمله و به ازاي يك زاويه ي خاص تعريف مي شود. لازم به ذكر است پديده ي هيسترزيس با رويكرد جديد تعريف شده در اين پژوهش به صورت تجربي مشاهده و گزارش گرديد. براي نشان دادن تكرارپذيري نتايج، آزمايشات براي سه دبي مختلف انجام گرديده و در هر دبي سه سيكل رفت و برگشتي طي شد. به دليل تغييرات دما در طول آزمايش، عدد كاويتاسيون نيز به ازاي هر سيكل تغيير يافته و بنابراين در مجموع نتايج براي نه عدد كاويتاسيون مختلف آزمايش و گزارش شدند و نشان داده شد كه پديده ي هيسترزيس در تمامي‌اعداد كاويتاسيون اتفاق مي افتد. يكي ديگر از مطالعات انجام گرفته در پژوهش حاضر، مطالعه ي آماري كاويتاسيون جزئي شكل گرفته در اطراف هيدروفويل مي باشد. بدين ترتيب كه نشان داده شد كه تعداد كل 24 عكس گرفته شده براي هر زاويه و شرايط جرياني مشخص (12 عكس در افزايش و 12 عكس در كاهش)، در صورت قرارگيري در كنار هم از توزيع نرمال يا گوسي تبعيت مي كنند و تعداد 1296 داده ي به دست آمده از مجموع آزمايش ها براي توسعه ي شبكه ي عصبي مصنوعي و به كارگيري در روش سطح پاسخ، استفاده شدند كه توانستند طول حفره را به ترتيب با ضرايب رگرسيون 0.93 و 0.82 برآورد نمايند، كه دقت بالايي با توجه به رفتار ديناميكي حفره مي باشد.

194139

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

دكتر نوروزمحمد نوري