بررسی تاثیر فواصل کارگذاری خطوط لوله فراساحلی بر جدایش جریان اطراف آن ها با استفاده از مدل های آزمایشگاهی و عددی

در این مقاله به منظور کمک به درک بهتر اندرکنش لوله- جریان، تغییرات به وجود آمده در جدایش جریان اطراف خطوط لوله فراساحلی به ازای نسبت های متفاوت فاصله کارگذاری به قطر لوله به صورت آزمایشگاهی و عددی در حالت جریان دایمی مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مدلسازی آزمایشگاهی، آزمایش هایی در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک ترتیب داده شد. آزمایش ها در کانال آزمایشگاهی به طول ۱۰متر، عرض ۳/۰متر و عمق ۵/۰متر و با استفاده از لوله PVC به قطر ۳۵/۶ سانتی متر (به ازای نسبت های متفاوت فاصله کارگذاری به قطر لوله) انجام گرفته است. جهت مشاهده جدایی جریان از ذرات پلی استایرن که دارای چگالی ۰۵/۱ گرم بر سانتی متر مکعب بوده، استفاده شده است. همچنین به منظور کمک به درک هر چه بهتر پدیده از کلیه مراحل انجام آزمایش ها به وسیله دوربین دیجیتالی فیلمبرداری صورت گرفته است. در بخش شبیه سازی عددی نیز میدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی "FLUENT" تحلیل شده است. سرانجام نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی این پژوهش مقایسه شده و تطابق خوبی حاصل شده است. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله بین دو لوله، طول ناحیه جدایی در پایین دست لوله دوم کاهش می یابد ولی پس از فاصله معینی دو لوله بطور مستقل از هم عمل می کنند.

Keywords:

Flow Separation , Offshore Pipelines , Experimental Model , Numerical Simulation , Finite Volume Method , جدایش جریان , خطوط لوله فراساحلی , مدل آزمایشگاهی , شبیه سازی عددی , روش حجم محدود