بررسی تجربی رفتار حدی پدیده کاویتاسیون حول استوانه با اندازه‌های مختلف در تونل کاویتاسیون سرعت بالا

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

استادیار، دانشکده مکانیک دانشگاه سمنان، سمنان

چکیده

برای بررسی رفتارهای حدی پدیده جریان کاویتاسیون حول استوانه مدور در تونل کاویتاسیون سرعت بالا، استوانه هایی با قطرهای مختلف از جنس استیل ساخته شده اند که قطر آنها 10، 15 و 20 میلی متر می باشد. با تعبیه دو سوراخ راه بدر محوری و شعاعی و نصب فشارسنج، فشار پشت مدل به ازاء اعداد مختلف کاویتاسیون اندازه گیری می شود. قبل از ایجاد حالت شفاف نقره ای در پشت مدل، نوسان فشار پشت مدل شدید بوده و بعد از ظاهر شدن حالت مذکور، شدت نوسان کاهش یافته و طول حباب بشدت افزایش می یابد. نوسان طول بصورت نامنظم و تصادفی اتفاق می افتد. فشار حدی کمینه برای تمامی مدلها تقریبا یکسان و برابر 13500 نیوتن بر مترمربع می باشد و همچنین با افزایش فشار اولیه، مقدار فشار حدی تقریبا ثابت است. وقتی طول حباب کاویتاسیون کوتاه است، نشر گردابه ها بر اساس الگوی ون- کارمن بصورت منظم رخ می دهد. در حالت سوپرکاویتاسیون صدای انهدام برای استوانه با قطر 20 میلی متر بسیار شدیدتر از مدل 10 میلی متر است. با کاهش قطر مدل، عدد کاویتاسیون کمینه بشدت کاهش می یابد. عدد کاویتاسیون کمینه، بترتیب برای مدل 10 و 20 میلی متری برابر با 0.125 و 0.49 می باشد. نتایج حاکی از آنست که اختلاف عدد کاویتاسیون کمینه میان محاسبات تئوری و آزمایشگاهی تقریبا 14% می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Brennen CE (1995) Cavitation and bubble dynamics. Oxford university.

[2] Jafari I, Rad M (2009) influence of afterbody and boundary layer on cavitating flow. IJE 22: 185-196

[3] Marie J, Franc A (2004) Fundamentals of cavitation. Kluwer Academic Publisher, Dordrecht, London, U.K.

[4] Wu TY, Arthur K (1971) Cavity-flow wall effects and correction roles. JFM 68: 223-256.

[5] Greshma P, Likith K (2012) Numerical analysis of cavitating flow over a 2D symmetrical hydrofoil. IJCER 2: 1462-1469

[6] Dular  M, Khilifa S (2013) Scale effect on unsteady cloud cavitation. Exp Fluids 53: 1233-1250.

[7] Keil T, Pelz PF (2017) On the transition from sheet to cloud cavitation. 3th int sym on cavitation

[8] Ausoni P, Farhat M, Avellan F (2007) Cavitation influence on von karman vortex shedding and induced hydrofoil vibrations. J Fluids Eng Trans ASME 129: 966-973.

[9] Castellani  I (2006) Cavity length and re-entrant jet in 2D sheet cavitation. Adv in fluid Mech 52: 341-350

[10] Gnanaskandan A, Mahesh K (2016) Numerical investigation of near-wake characteristics of cavitating flow over circular cylinder. JFM 790: 453-491.