دوره 24، شماره 2 - ( 10-1384 )
جلد 24 شماره 2 صفحات 86-69 |
برگشت به فهرست نسخه ها
چکیده: (5520 مشاهده)
بررسی ویژگیهای هیدرولیکی جریانهای دو فازی، یکی از موضوعات مهم و اساسی در مهندسی هیدرولیک است. این نوع جریان در سازه‌هایی نظیر تونلهای تحت فشار، کالورتها، مجاری انتقال فاضلاب و اتصالات رخ می‌دهد. جریانهای دو فازی بر حسب شرایط هندسی و مشخصات فیزیکی سیالات و مشخصات هیدرولیکی جریان نظیر دبی‌های هوا و آب و شیب مجرا، به گروههای مختلفی نظیر حبابی، لایه نازک و یا توده‌ای تقسیم‌بندی می‌شوند. الگوی جریان چگونگی توزیع هر فاز جریان در برابر فاز دیگر است. از مهمترین الگوهای محتمل جریان آب و هوا در مجاری تحت‌فشار نظیر تونلهای آب‌بر می‌توان به الگوهای لخته‌ای، موجی و چینه‌ای اشاره کرد. ورود هوا به داخل آب و تشکیل جریان دو فازی واکنشهای شدید بین دو فاز و نوسانات شدید فشار را به همراه دارد و در نتیجه می‌تواند خسارتهای قابل ملاحظه‌ای در سازه تونل و تأسیسات جانبی ایجاد کند. در این مقاله نتایج آزمایشات انجام شده روی مدل آزمایشگاهی تونل تحت‌فشار که حاوی جریان همزمان آب و هواست، ارائه می‌شود. تحلیل نتایج نشان می‌دهد، با ورود هوا به تونل و شکل‌گیری جریان دو فازی، نوسانات شدید فشار در مجرا به وجود آمده و بسته به مشخصات هندسی مجرا و هیدرولیکی جریان، فشار ماکزیمم وارد بر مجرا می‌تواند تا 10 برابر فشار هیدرواستاتیکی افزایش یابد. نتایج ارائه شده منحنیها و روابطی‌اند که نوسانات فشار (مقادیر فشار ماکزیمم و می‌نیمم) وارده بر مجرا و مرز‌بندیهای جریان و مشخصات هیدرولیکی ناپایداری را بر حسب متغیرهای هندسی مجرا و هیدرولیکی جریان نشان می‌دهند.