بررسی عددی تغییرات بستر فرسایش‌پذیر اطراف خط لوله مستغرق تحت اثر صفحه محافظ

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد- مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان

3 دانش‌آموخته دکتری مهندسی آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

4 مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22125/iwe.2022.357887.1664
چکیده

آبشستگی در محل خطوط لوله مستغرق تحت اثر جریان‌های گردابی اطراف لوله عبوری از بستر رودخانه منجر به نشست و شکست خط لوله و همچنین نفوذ سیال عبوری از لوله به جریان می‌شود. لذا تلاش در راستای کاهش این مخاطرات و اثر آن‌ها، همواره مورد توجه محققان و مهندسین است. در تحقیق حاضر آبشستگی و رسوب‌گذاری اطراف لوله و بستر پیرامون آن تحت اثر یک صفحه‌ محافظ در موقعیت و ارتفاع‌های مختلف با به‌کارگیری مدل عددی Flow-3D مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی تحقیق حاضر با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی مورد استفاده با شاخص آماری 96/0= R2 توانایی قابل قبولی را در شبیه‌سازی پدیده مذکور داراست. همچنین نتایج نشان داد که با نصب یک صفحه با ارتفاع H=1.25D (D قطر لوله) و در فاصله 0.5D پایین‌دست لوله، عمق آبشستگی زیر لوله تا 60 درصد کاهش و همچنین متوسط تراز بستر در محدوده بالادست 82 درصد افزایش می‌یابد، که بهینه‌ترین حالت بین جایگاه‌های مختلف پایین‌دست است. حالت بهینه صفحه در بالادست مربوط به ارتفاع H=0.75D و در فاصله 1.5D می‌باشد که علاوه بر عدم ایجاد آبشستگی، متوسط تراز بستر بین لوله و صفحه در بالادست 9/4 برابر نسبت به حالت بدون صفحه افزایش یافته است.