بررسی توسعه زمانی آبشستگی اطراف خطوط لوله با بهینه‎یابی موقعیت نصب پیگیبک‎لاین

نویسندگان
doi
10.22055/jise.2017.18834.1361
چکیده

حفاظت از خطوط لوله انتقال َآب- فاضلاب و یا مواد سوختی، روی بستر فرسایشی دریا و رودخانه ‎ ها در برابر عواملی چون خمش، لغزش و حتی شکستگی از مسائل مهم و پرهزینه در مهندسی دریا بحساب می ‎ آید. مشاهدات عینی نشان داد، خطوط لوله که بر بستر فرسایشی دریا و رودخانه ‎ ها قرار گرفته، در اثر آبشستگی موضعی ایجاد شده، دچار دفن طبیعی (خود دفنی لوله) در بستر رسوبی می ‎ شود. اما در شرایط طبیعی فرآیند دفن با سرعت کمی اتفاق می ‎ افتد. از اینرو با نصب زائده ‎ ای روی خطوط لوله، سعی در افزایش سطح مقطع عمود بر جریان (ایجاد تغییرات الگوی جریان در اطراف خط لوله) و نهایتاً وقوع فرسایش در سرعت ‎ های محیطی کمتر و با شدت بیشتر می ‎ باشد. مطالعات پیشین نشان می ‎ دهد که نصب باله در بالای خط لوله، سبب افزایش مقدار فرسایش در اطراف لوله می ‎ شود. کاربرد پیگیبک ‎ لاین ( Piggyback line ) نصب شده با شکل مقطع و زوایای ‎ متفاوت، روی خطوط لوله اصلی می ‎ تواند تفاوت عمده ‎ ای با تحقیقات انجام شده قبلی داشته باشد. در پژوهش حاضر، به روش پای-باکینگهام ( Pi-Bukingham ) تمامی متغیرهای تأثیرگذار بر ابعاد آبشستگی موضعی زیر خطوط لوله، تحلیل ابعادی شده است. و تأثیر پارامترهای بدون بعد بدست آمده مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که، آبشستگی لوله به همراه پبگببک ‎ لاین تا 2 برابر نسبت به لوله ساده افزایش یافته است. پیگیبک ‎ لاین با شکل مقطع مثلثی، برای افزایش مقدار عمق حداکثر آبشستگی در زاویه نصب منفی 135 درجه، دارای بهترین عملکرد بوده است. و در بستر ریزدانه بطور میانگین تا 4 برابر و در بستر درشت ‎ دانه بطور میانگین تا 6 برابر عمق آبشستگی را نسبت به حالت لوله ساده افزایش می ‎ دهد.