Analysis of water hammer effects inside pipes using advanced CFD techniques
Borularda su darbesi etkilerinin ileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği teknikleri ile analizi
- Tez No: 568385
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMRE ALPMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Su darbeleri, Water hammers
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Su darbesi, sıvının hızı ve basıncındaki ani değişmelereden dolayı meydana gelen bir hidrolik olaydır. Bu hız ve basınç değişmelerinin bir kaç sebebi olabilir. Başlıca su darbesi nedenleri için ani vana kapanması, pompa güç ünitesinin bozulmasından dolayı pompanın su basamaması ve boru hattı üzerinde yer alan ekipmanların bozulması şeklinde öreneklendirilebilir. Su darbesi analizini günümüz ticari yazılımlarının dışında OpenFOAM gibi kullanıcıya açık kaynak kodlu yazılımlar aracılığıyla da yapılabilir. Bu çalışmada, OpenFOAM içerisinde yer alan ve sıkıştırılabilir sıvılar için kullanılan bir zamana bağlı denklem çözücüsü olan sonicLiquidFoam aracılığıyla çeşitli boru hatlarında su darbesi analizi incelenecektir. Bunun için gerekli ağ yapısının oluşturulup, uygun sınır koşullarının belirlenmesi gereklidir. Gerekli ağ yapısının oluşturulmasında OpenFOAM içerisinde yer alan blockMesh özelliğinden yararlanılmıştır. Sınır koşullarında, boru hattının bir ucunda sürekli sabit bir basınç etkisi yaratan rezervuar ve diğer ucunda ise su darbesi olayını gözlemleyebilmemiz için ani kapanabilen bir vananın bulunduğu kabul edilmiştir. Analizlerde, borunun çıkış kısmında yer alan vananın kapanma haraketini göstermek yerine vana kapanma hareketine karşılık gelen debi miktarları tanımlanmıştır. Bu sayede su darbesi analizinin OpenFOAM aracılığıyla yapılabilmesi ve elde edilen sonuçların deneysel veriler ile karşılaştırılabilmesi sağlanmıştır. Deneyde gözlenen su darbesinin neden olduğu maksimum basınç ile OpenFOAM üzerinde hesaplanan maksimum basınç değeri arasındaki fark yaklaşık olarak %4 mertebelerinde çıkmaktadır. Bu sonuç ise pozitif ve umut verici bir adım olarak yorumlanabilir.
Özet (Çeviri)
Water hammer is a hydraulic phenomenon occured due to sudden changes in velocity and pressure of the fluid. There are few reasons for these changes in velocity and pressure. Sudden valve closure, pump failure due to power cut and malfunctioning any equipment along the pipeline could be main reasons for water hammer. As it is known that commercial softwares and programs can handle the analysis of water hammer, open source softwares such as OpenFOAM alternatively perform such analysis as well. In this study, investigation of water hammer in different pipings will be done by means of sonicLiquidFoam which is a transient solver under OpenFOAM for compressible liquids. In order to do this analysis, creating mesh structures and determining appropriate boundary conditions are required. In meshing structure, blockMesh under OpenFOAM is utilized. In boundary conditions, it is assumed that there is a reservoir and a valve on the pipeline since the reservoir is providing constant pressure for pipeline's end and the valve is closing swiftly to be able to observe water hammer. Instead of making valve closing during the analysis, flow rates corresponding to the valve closing situation are defined accordingly. In this way, it can be illustrated that water hammer analysis is done by OpenFOAM and the results obtained from OpenFOAM are compared with experimental results. Difference between maximum pressure in OpenFOAM analysis and experiment is approximately 4%. This outcome can be interpreted as a positive and encouraging milestone.
Benzer Tezler
- Çek valflerinin dinamik davranışlarının analizi
Dynamic behaviour analysis of reflux valves
LEVENT KAVURMACIOĞLU
- Kazık taşıma gücünün sonlu elemanlar yöntemi kullanarak kohezyonlu lineer olmayan zemin davranışında incelenmesi
A study on the single pile bearing capacity computed with finite element method
CUMHUR TOKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. TUĞRUL ÖZKAN
- Afşin-Elbistan havzası, Çöllolar Açık İşletmesi heyelanlarının hareket mekanizması yönünden incelenmesi
Afşin Elbistan basin, analysis of lanslides of Çöllolar Open Pit in terms of mechanism of action
RECEP UĞUR ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ENVER VURAL YAVUZ
- Zemin çivileri tasarım prensipleri ve davranışın sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Başlık çevirisi yok
ALPER ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. TUĞRUL ÖZKAN
- Mini-disk keskili bomlu kazı makinelerinin stabilite analizi
Stability analysis of a mini-disc equipped boom type tunneling machine
CEMALETTİN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMÜR ACAROĞLU ERGÜN