ارزیابی تاثیر نانوولاستونیت بر پایداری هیدرولیکی خطوط لوله در برابر آبشستگی: مطالعه موردی آزمایشگاهی

آبشستگی موضعی اطراف خطوط لوله عبوری از بستر رودخانه ها یکی از چالشهای اساسی در مهندسی هیدرولیک محسوب میشود که می تواند پایداری و ایمنی زیر ساختهای انتقال سیال را به مخاطره اندازد. در این پژوهش به منظور ارزیابی نقش نانومواد در کنترل این پدیده آزمایشهای تجربی در فلوم آزمایشگاهی دانشگاه مراغه انجام شد. بستر رسوبی با ابعاد مشخص و ذرات غیر یکنواخت (Dso=۰.۷۸mm) تهیه گردید و لوله ای به قطر ۹ سانتی متر در مرکز آن قرار گرفت. آزمایشها در دو حالت شاهد بدون افزودنی و با استفاده از ۵/۰ درصد وزنی نانوماده ولاستونیت (CaSiO و در دبیهای مختلف ۲۰، ۲۵ و ۳۰ لیتر بر ثانیه انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که حضور نانو ولاستونیت موجب کاهش قابل توجه عمق نهایی آبشستگی نسبت به حالت شاهد شد به طوری که میزان کاهش در شرایط مختلف بطور میانگین بین ۵ تا ۸ درصد متغیر بود. تحلیل پروفیلهای طولی بیانگر آن است که نانومواد با بهبود انسجام بین دانه ای افزایش مقاومت برشی بستر و کاهش شدت گردابه های نعل اسبی و برخاستگی، از گسترش فرسایش جلوگیری کرده و الگوی رسوب گذاری یکنواخت تری ایجاد میکنند،همچنین حضور نانومواد موجب پایداری سریع تر بستر گردید. یافته های این تحقیق نشان میدهد که به کارگیری نانوماده ولاستونیت میتواند راهکاری موثر و پایدار برای کنترل آبشستگی موضعی خطوط لوله در محیطهای رودخانه ای و دریایی باشد.

Keywords:

آبشستگی موضعی خطوط لوله , نانومواد ولاستونیت , گردابه نعل اسبی , فلوم آزمایشگاهی