بررسی رفتار دوبعدی هوای محبوس در خطوط انتقال طی فرایند پرشدن و تخلیه ناگهانی با روش عددی

هوای محبوس در سیستم لوله‌های انتقال آب می‌تواند باعث انسداد جریان، ایجاد خوردگی، تاثیر منفی بر عملکرد شیرآلات و پمپ‌ها شود. بنابراین در این پژوهش بخشی از خط انتقال آب شرب سد عباس‌آباد با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلوئنت، رفتار هوای محبوس طی فرایند پرشدن و تخلیه ناگهانی و بررسی تاثیر وجود آن بر تغییرات فشار بررسی شد. هوای محبوس با طول‌های 0.5، 2 ، 3 متر و فشار ورودی برابر 1.2456، 1.7456 و 2.2456 اتمسفر برای لوله‌ای به طول 35 متر از نوع فلزی که شیر تخلیه در منتهی‌الیه خروجی آن تعبیه شده بود شبیه‌سازی شد. تاثیر تغییرات فشارزمان به دو شیوه 1) تغییرات فشار در بدنه لوله و شیر تخلیه و 2) تغییرات فشار داخل هوای محبوس بررسی شد. نتایج نشان داد که تغییرات فشار در هر دو حالت به‌دلیل وجود هوای محبوس با نوسانات بسیار زیادی توام بود و این نوسانات تا باز شدن کامل شیر تخلیه ادامه داشت و هر اندازه طول هوای محبوس بزرگ‌تر باشد دامنه و طول نوسانات ایجاد شده بیشتر خواهد بود. مدل‌سازی با شرایط مرزی مشابه و بدون حضور هوا نشان‌دهنده عدم وجود نوسانات فشاری است. برای صحت‌سنجی نتایج مدل عددی، از نتایج (palau et al., 2019) و محاسبه درصد خطای نسبی و شاخص‌های nrmse , rmse استفاده شد.

Investigation of the Behavior 2D of Trapped Air in the Water Conveyance Systems During Rapid Filling or Emptying Process

The trapped air in the water conveyance systems may cause the obstruction of flow, corrosion and adverse effect on the performance of valves and pumps. This study is part of the Abbas Abad Dam Drinking Water Transmission Line using Ansys Fluent Software, The behavior of air entrapped during the filling and discharging process and the effect of its existence on pressure changes were studied. Entrapped air was simulated at 0.5, 2, 3 m lengths and inlet pressures of 1.2456, 1.7456 and 2.2456 atmospheres for a 35meterlong metal pipe with a discharge valve embedded in its outlet end. The effects of pressuretime changes were investigated in two ways: a) pressure changes in the pipe and drain valve and b) pressure changes inside the entrapped air. The results showed that the pressure changes in both cases were due to the large fluctuations in confined air and that the fluctuations continued until the drain valve was fully opened and the longer the confined air length was, the greater the amplitude and length of the created fluctuations. Modeling with similar boundary conditions without the presence of air indicates no pressure fluctuations. The results of the verification confirm the research results. Besides the Palau et al, 2019 results, calculation of relative error, RMSE and NRMSE were used in order to validate the numerical model results.