مدل‌سازی ریاضی افت انرژی در سرریزهای پلکانی با ...

در این تحقیق سرریز پلکانی با استفاده از مدل عددی CFX شبیه‌سازی شده و میزان استهلاک انرژی تحت تأثیر پارامترهای هندسی پلکان‌ها و دبی عبوری جریان از روی سرریز بررسی شده است. در این راستا برای مدل‌سازی آشفتگی جریان از مدل تلاطمی k-ε استاندارد استفاده گردیده است. برای دستیابی به اهداف این تحقیق، در ابتدا مدل‌های عددی CFX نسبت به یک مدل آزمایشگاهی مورد واسنجی و صحت‌سنجی قرار گرفتند. نتایج حاصل از واسنجی و صحت سنجی نشان داد که پاسخ‌های مدل عددی CFX تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. پس از آن میزان استهلاک نسبی انرژی به ازای تعداد پلکان‌ها، دبی‌ها و شیب‌های مختلف در مدل عددی CFX مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در سرریز 10 پلکانی، دبی در واحد عرض50 لیتر بر ثانیه بر متر، کاهش استهلاک انرژی در اثر افزایش دو برابر دبی، 96/21 درصد و در اثر افزایش دو برابر شیب، 38/11 درصد و در اثر افزایش دو برابر تعداد پلکان‌ها، 80/5 درصد می‌باشد. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی مدل‌های عددی نشان داد که افزایش دو برابری ارتفاع پله در یک سرریز، در صورتیکه شیب سرریز ثابت بماند و y_c/h برابر با دو باشد موجب افزایش استهلاک انرژی به میزان 61/23 درصد می‌شود. با توجه به نتایج بدست آمده در مجموع می‌توان عنوان کرد که مدل عددی CFXبه دلیل دقت بالای نتایج بدست آمده نسبت به نتایج آزمایشگاهی و همچنین هزینه کم محاسباتی می‌تواند جایگزین مناسبی برای برخی از روش‌های آزمایشگاهی پرهزینه و زمان‌بر باشد. بی مایند...