در این تحقیق به بررسی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد یک نوع شیر تسلا سه مرحلهای پرداخته شد. در ابتدا شبیهسازی هندسه کامل این شیر در حالت مبنا، با در نظر گرفتن شرایط مرزی از نوع فشار انجام شده و نتایج حاصل از جمله: دبی جریان آب از نرم افزار استخراج شد. سپس دبی حاصل از شبیهسازی با دبی حاصل از تست انجام شده توسط شرکت فراتوسعه کیاسا به منظور بررسی صحت سنجی نتایج مطابقت داده و مشاهده شد که دبی بدست آمده از شبیهسازی با دقت خوبی با دبی حاصل از تست مطابقت دارد. در گام بعد، شبیهسازی با همان شرایط مرزی به ازای چند مش مختلف انجام شد تا استقلال از شبکه نیز بررسی شود. در شبیهسازی این شیرتسلا مشاهده شد که با این شرایط مرزی در نظر گرفته شده، پدیده کاویتاسیون در کانال همگرایی که در بخش انتهایی شیر قرار گرفته، رخ میدهد. در ادامه، تأثیر پارامترهای هندسی مختلف بر عملکرد شیرتسلا که هدف اصلی این پروژه است، مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهایی از قبیل : قطر بدنه شیر و شفت جامد (استیجها) که در وسط شیر قرار گرفته است، زاویه مرحلههای شیر و همچنین زوایای مختلف بدنه تغییر داده شده و به ازای چند اندازه مختلف برای هر پارامتر شبیهسازیهایی انجام و تأثیر هر پارامتر بر عملکرد شیر به صورت جداگانه بررسی شد. همچنین، تعداد مراحل شیر نیز به دو و سپس چهار مرحله تغییر داده و تأثیر اضافه و کم شدن مرحله شیرتسلا نیز بر عملکرد شیر مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه پارامتری، به دو صورت مختلف انجام شده است. در مرحله اول، میزان افت فشار جریان ثابت و مطابق با شرایط عملکردی در تست در نظر گرفته شده و سپس تأثیر پارامترهای هندسی مهم مذکور بر میزان دبی جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییر قطر و زاویه استیجها، نسبت به سایر پارامترها تأثیر بیشتری بر میزان دبی جریان دارد؛ به این صورت که با افزایش قطرهای استیج و بدنه به صورت همزمان و با حفظ فاصله بین آنها، مقدار دبی افزایش ولی با افزایش زاویه استیجها کاهش مییابد. بازه تغییرات دبی در اثر تغییر قطرها (با بیشترین تأثیر)، به صورت نسبی بین 57/23 درصد بیشتر و 79/14 درصد کمتر از دبی در حالت مبنا میباشد. در میان پارامترهای مورد بررسی، زاویه آلفا که یکی از زاویههای بدنه قسمت اصلی شیر میباشد کمترین تأثیر بر روی دبی جریان را داشت. اما این پارامترهای مورد بررسی، تأثیر چندانی بر میزان وقوع کاویتاسیون در کانال همگرا نداشتند. در مرحله دوم مطالعه پارامتری، میزان دبی جریان ثابت و برابر با مقدار دبی حاصل از تست در نطر گرفته شده و تأثیر پارامترهای هندسی مورد مطالعه بر میزان افت فشار متوسط جریان مورد بررسی قرار گرفت. در این حالت نیز بیشترین محدوده تغییرات افت فشار جریان، در اثر تغییر قطرها و زاویه استیجها بوده است؛ به طوریکه میزان افت فشار متوسط جریان با افزایش قطرهای استیج و بدنه (با حفظ فاصله بین آنها) کاهش و با افزایش زاویه استیجها افزایش یافت. همچنین مشاهده شد که با افزایش قطر در حالتی که دبی جریان ثابت باشد، بر خلاف کاهش یافتن میزان افت فشار، محدوده وقوع کاویتاسیون در بخش انتهایی هندسه تا حدودی گسترش مییابد. بنابراین، نتیجه شد که مقدار دبی نیز در محدوده وقوع کاویتاسیون تأثیر داشته و میتوان با افزایش دبی تا حد امکان از گسترش محدوده وقوع کاویتاسیون جلوگیری به عمل آورد و آن را کاهش داد.
