ارزیابی افت اصطکاک غیرماندگار در جریان گذرا

جریان گذرا با کاهش آنی دبی جریان ناشی از بسته شدن سریع شیر یا از کار افتادن پمپ در شبکه های آبرسانی ایجاد می شود. جریان گذرا با ایجاد کردن موج های فشاری زیاد و کم، ممکن است به خطوط لوله آسیب برساند. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و عددی در مطالعات پیشین نشان می دهد که مدل های اصطکاک شبه ماندگار با فرض یکنواخت و یک بعدی بودن پروفیل سرعت، قادر به پیش بینی صحیح فرآیند اتلاف انرژی امواج فشاری نیستند. بنابراین، هدف از این تحقیق، بررسی پروفیل سرعت در مقطع انتهایی لوله برای رسیدن به درک صحیح از جریان گذرا می باشد. به علاوه، این پژوهش با استفاده از روش خطوط مشخصه، توانایی مدل های اصطکاک غیرماندگار بر پایه ای شتاب لحظه ای در پیش بینی نمودن تاریخچه فشاری حاصل از جریان گذرا را ارزیابی می کند. به منظور رسیدن به این اهداف، از یک خط لوله PVC با قطر داخلی 63 میلیمتر در دو طول مختلف 40 و 80 متر استفاده شده است. همچنین، یک شیر توپی برای ایجاد جریان گذرا در انتهای خط لوله نصب شده است. در مدت زمان عبور جریان گذرا از خط لوله، داده های پروفیل سرعت و نوسانات فشار دینامیکی توسط دستگاه سرعت سنج الکتروسونیک داپلر و ترانسدیوسرهای فشار جمع آوری می شدند. نتایج آزمایش ها نشان از وجود جریان برگشتی در پروفیل سرعت و گرادیان بزرگ سرعت در نزدیکی جدار لوله میباشد. به علاوه، نتایج نشان داد که مدل های تجربی با دو ضریب اصلاحی، تطابق بهتری با نتایج آزمایشگاهی ایجاد می کند. ترم در مدل های اصطکاک غیرماندگار بر فاز زمانی امواج فشاری و ترم بر میزان افت امواج موثر می باشد. بعلاوه، ضریب ترم شتاب زمانی kt در محدوده 0037/0 تا 006/0 متغیر بوده درحالیکه مقدار ضریب ترم شتاب مکانی kx در محدوده 0325/0 تا 052/0 تغییر می کند.