Avtorji so razvili in postavili prilagodljivo preizkusno postajo za raziskave vodnega udara in pretrganja kapljevinskega stebra v cevi, kjer dominirajo vplivi nestalnega stenskega trenja. Postajo smo že preizkusili za številne obratovalne primere z ustaljenimi in neustaljenimi pretočnimi pogoji. V številnih preizkusih smo zaznali tranzientno kavitacijo in pretrganje kapljevinskega stebra. Prehodni pojav smo inducirali z zapiranjem in odpiranjem ventila z elektro-pnevmatičnim (EV) ali ročnim aktuatorjem (RV). Ekperimentalne podatke smo primerjali z računskimi podatki dobljenimi z avtorjevim numeričnim algoritmom programiranim z Visual Fortran-om. Algoritem bazira na metodi karakteristik (MK) z vgrajenim konvolucijskim modelom (KM). Pretrganje kapljevinskega stebra in tranzientna kavitacija sta modelirani z diskretnim plinskim kavitacijskim modelom (DPKM). Rezultati meritev in izračuna se dobro ujemajo. Razviti model je robusten in ga zato priporočamo za uporabo v industrijski praksi. Poleg tega smo v prispevku raziskali vpliv spremenljive hitrosti tlačnega vala in nezanesljivost meritve pretoka z elektro-magnetnim merilcem.
COBISS.SI-ID: 13773595
Prispevek obravnava rezultate poglobljenih eksperimentalnih raziskav fizike dvo-faznega tlačnega toka med hitrim polnjenjem cevovoda velikih izmer. Fizikalne skale v eksperimentih so podobne tisitim v industrijskih postrojenjih. Dinamiko dvo-faznega toka smo opazovali s tlačnimi zaznavali, zaznavali gladine, termometri, zaznavili dvo-faznega razmernika in merilci pretoka. Glavni poudarek je bil dan identifikaciji čela fronte voda-zrak in elongaciji le tega med polnjenjem. Izkaže se, da čelo ni strmo in ne zapolni v celoti pretočnega preseka cevi; opazimo pojav stratifikacije in mešanja fluidov. Prehodi med tokovnimi režimi so kompleksni, vseeno pa lahko kvalitativno in kvantitativno izluščimo karakteristične oblike prehodov. Kapljevinski (vodni) tok med procesom polnjenja lahko obravnavamo kot tog fluid, zračni tok pred čelom pa je blag brez izrazitih kompresijskih efektov. Razvili smo eno-razsežni teoretični model togega kapjevinskega stebra in ga aplicirali za primere hitrega polnjenja na obravnvani eksperimentalni postaji velikih izmer ter dobili zadovoljivo ujemanje med rezultati meritev in izračuna. V prvem približku smo uporabili model ustaljenega kapljevinskega stenskea trenja.
COBISS.SI-ID: 13678107
Raziskava se nanaša na eksperimentalno proučevanje pojavov kavitacijskega toka skozi režo. Prispevek članka je v podrobni prostorski analizi mehurčkastih struktur v odvisnosti od časa s pomočjo hitrotekoče kamere, mikrouporovnih sond, optičnih sond in sonde z vročim filmom. Opravljena sta bila dva načelna poskusa kavitacije. Prvi je bil namenjen študiju induciranega mehurčka, ko se je tlak vode znižal pod atmosferski tlak, vendar še ne do vrednosti nasičenja tlaka v reži. Drugi poskus je bil izveden na referenčni tlak, ki je dovolj nizek za proizvodnjo masivne kavitacije v reži. Sledeči tokovni režimi so bili opredeljeni in podrobno analizirani: takoimenovani režim odlepljanja, kjer smo opazili razpoke mehurčkov v primeru posamične kavitacije, pri kavitaciji velikega obsega pa smo opazili režim grozdenja mehurčkov v oblak in režim porušitve mehurčkov. Raziskava je doprinesla k boljšemu razumevanju splošnih tokovnih fenomenov pri prehodni kavitaciji (kavitacijski režimi, možni izvori disipacije).
COBISS.SI-ID: 13255963
Prispevek obravnava prehodni parni kavitacijski tok induciran z zapiranjem dolvodnega kroglastega zapirala v sistemu pod pretokom. Računski rezultati so primerjani z rezultati meritev v preprosti preizkusni postaji, ki jo sestavljajo rezervoar, horizontalni jekleni cevovod in zapiralo. Tlaki merjeni na dolvodnem in gorvodnem delu cevi in tlaka merjena na ekvidistantnih dolžinah vzdolž cevi so primerjani z izračunom kot piezometrične višine. Avtorjev numerični prehodni kavitacijski model lahko zajema vpliv ali ustaljenega ali neustaljenega stenskega trenja in plinskih mehurčkov. Rezultati meritev in izračunov dobljenih s pomočjo naprednega diskretnega plinskega kavitacijskega modela za dva posebna primera pretrganja kapljevinskega stebra se dobro ujemajo, ko uporabimo konvolucijski neustaljeni model stenskega trenja. Temu ni tako, ko uporabimo ustaljeni model trenja. Pretrganje kapljevinskega trenja je relativno hiter prehodni pojav s širokim spektrom tipov tokov (pospešujoči in pojemajoči tokovi). Kot zaključek, prvi primer zajema aktivno obliko pretrganja stebra, drugi primer pa predstavlja pasivno obliko pretrganja.
COBISS.SI-ID: 14435355
Ujeti zračni mehurji lahko povzročijo resne težave pri obratovanju hidroelektrarn in črpalnih sistemov. Lokalno izoliran zračni ventil vzbudi karakteristične amplitude, oblike in časovni odziv tlačnih oscilacij. Prispevek obravnava dinamični odziv enega ujetega mehurja. Zračni mehur je vgrajen kot robni gradnik v diskretni plinski kavitacijski model (DPKM). DPKM dovoljuje nastanek malih plinskih (zračnih) mehurčkov v računskih odsekih numerične mreže po metodi karakteristik (MK). Odziv velikega zračnega mehurja in plinskih mehurčkov je popisan s kompatilibetno(nima) enačbo vodnega udara, kontinuitetno enačbo mehurja(čka) in idelano plinsko enačbo. V velikem zračnem mehurju postavimo izentropne razmere, v malih mehurčkih pa izotermne razmere. V DPKM je vgrajen konvolucijski model nestacionarnega stenskega trenja. Eksperimente smo izvajali na preizkusni postaji v laboratoriju. Preizkusno postajo sestavljajo gorvodni tlačni kotel, horizontalni jekleni cevovod (skupna dolžina 55.37 m, notranji premer 18 mm), štirje zapiralni gradniki vzdolž cevi vključno z roboma in dolvodni kotel. Zračni mehur je ujet med dvema kroglastima zasunoma na dolvodnem robu cevovoda. Prehodni pojav je vzbujen s hitrim odprtjem gorvodnega zasuna; dolvodni zasun ostane v zaprtem položaju. V prispevku primerjamo rezultate izračuna in meritev za tipične primere.
COBISS.SI-ID: 15149083