بررسی پدیده کاویتاسیون در توربین های آبی
فصل اول : معرفی و شناسایی انواع مختلف کاویتاسیون.. 1
1- معرفی و شناسایی انواع مختلف کاویتاسیون. 2
1-1) تاریخچه. 2
2-1) تعاریف... 4
3-1) کاویتاسیون هیدرودینامیکی.. 5
4-1) کاویتاسیون آکوستیک.... 6
5-1) کاویتاسیون نوری و ذره ای.. 7
6-1) فرایند کاویتاسیون و تخریب ناشی از آن در توربوماشین ها 7
1-6-1) انواع کاویتاسیون حباب ها و ورتیسیته ها 8
2-6-1) کاویتاسیون متصل.. 9
3-6-1) مکانیزم های رایج تخریب کاویتاسیونی.. 9
4-6-1) عدد کاویتاسیون. 11
5-6-1) ارتباط بین مقاومت فرسایشی و خواص مکانیکی.. 12
6-6-1) تخریب کاویتاسیونی در توربین ها 13
7-6-1) قدرت فرسایش کاویتاسیون. 13
8-6-1) مقاومت مادۀ به کار رفته. 13
9-6-1) ناخالصی های درون محیط مایع. 13
فصل دوم: بررسی کاویتاسیون در توربوماشینها و اجزای مربوط به آن.. 19
2- بررسی کاویتاسیون در توربوماشین ها و اجزای مربوط به آن. 20
1-2) کاویتاسیون در پمپ ها و روشهای مقابله با آن. 20
1- تبخیر. 22
2- بلعیدن هوا 24
3- باز چرخش داخلی.. 24
4- اغتشاش... 25
5- بدی مسیر پره. 26
2-2) کشف كاويتاسيون در توربینهای هیدرولیک.... 27
1-2-2) مقدمه : 27
2-2-2) طرح های کلی کاویتاسیون. 27
الف) تعریف... 27
ب) حبابهای متحرک (Travelling bubbles). 28
ج) حفره های پیوسته (Attached cavities ) 29
د) کاویتاسیون گردابه ای (Vortex cavitation) 30
3-2-2) کاویتاسیون در توربینهای هیدرولیکی.. 30
کاویتاسیون در توربین های آبی.. 30
الف) نوع توربین و ترکیب بندی آن. 31
ب) سطح قرار گیری توربین.. 31
ج) عملکرد توربین.. 32
کاویتاسیون لبه راهنما ( Leading edge cavitation ) 33
کاویتاسیون حباب متحرک (Travelling bubble cavitation) 33
حرکت گردابه ای در لوله تخلیه (Draft tube swirl) 33
کاویتاسیون گردابه ای داخل تیغه (Inter-blade vortex cavitation) 33
کاویتاسیون گردابی ون کارمن (Von karman vortex cavitation ) 35
4-2-2) بررسی آزمایش.... 35
الف) حالات آزمایش.... 36
ب) تجهیزات... 36
5-2-2) کشف کاویتاسیون لبه راهنما 37
الف) نمونه آزمایشی توربين کاپلان. 37
ب) نوع آزمایشی توربین فرانسیس.... 39
6-2-2) کشف حباب کاویتاسیون. 39
مدل توربین فرانسیس.... 39
7-2-2) نتایج : 41
ضمیمه . نامگذاری پارامترها 42
منابع. 43
3-2) کاویتاسیون در پروانه ها 43
4-2) کاویتاسیون در سازه های هیدرولیکی.. 45
1-4-2) کاویتاسیون در لوله ها و شیرها 45
2-4-2) ضربۀ قوچ.. 47
فصل سوم: تست کاویتاسیون.. 48
3- تست کاویتاسیون. 49
1-3) مقدمه. 49
2-3) تکنیک های خوردگی ارتعاشی کاویتاسیون. 50
3-3) تست خوردگی با استفاده از یک جت کاویتاسیونی.. 54
4-3) ماشین ضربه ریزش مایع Liquid Drop Impact Machine. 55
5-3) جام آکوستیک Acoustic Beaker. 57
فصل چهارم: روشهای کنترل و کاهش تخریب کاویتاسیون هیدرودینامیکی... 58
4- روشهای کنترل و کاهش تخریب کاویتاسیون هیدرودینامیکی.. 59
1-4) مقدمه. 59
2-4) معیار تشخیص شدت کاویتاسیون (ضریب توما) ؛ کنترل کاویتاسیون با کنترل ضریب توما 59
3-4) کاهش تخریب کاویتاسیون با استفاده از تزریق هوا 68
1-3-4) نیروگاه و مشکلات کاویتاسیونی آن. 69
2-3-4) محل تزریق هوا 70
3-3-4) مقدار تزریق هوا 71
4-3-4) سیستم هوادهی.. 72
5-3-4) تکنیک رنگ.... 72
6-3-4) نتایج تست... 73
7-3-4) نتیجه گیری.. 74
4-4) تأثیر زبری سطح بر شدت تخریب کاویتاسیونی.. 75
1-4-4) مقدمه. 75
5-4) جلوگیری از کاویتاسیون لبه ابتدایی در رانر توربینهای فرانسیس.... 78
1-5-4) مقدمه. 78
2-5-4) خوردگی ناشی از کاویتاسیون لبه ابتدایی و علت وقوع آن. 78
3-5-4) شبیه سازی مارپیچ تحتانی.. 79
4-5-4) معیارها و راههای علاج ارائه شده. 80
5-5-4) مقایسه هزینه و کارایی روشهای ارائه شده. 81
فصل پنجم: بررسی کاویتاسیون در توربینهای کاپلان.. 83
5- بررسی کاویتاسیون در توربینهای کاپلان. 84
1-5) چکیده. 84
2-5) مقدمه. 84
3-5) روشهای تجربی و بررسی نتایج.. 85
4-5) شروع کاویتاسیون در ابتدای پره : 85
جتهای بازگشتی.. 86
شکل گیری حبابها 86
گردابهای ایجاد کننده کاویتاسیون. 87
5-5) پدیده کاویتاسیون در انتهای پره ها 88
6-5) پدیده کاویتاسیون در نوک پره. 89
نتیجه گیری.. 90
منابع 91