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

حفاظت از خطوط لوله انتقال آب- فاضلاب و یا مواد سوختی، روی بستر فرسایشی دریا و رودخانه‎ها در برابر عواملی چون خمش، لغزش و حتی شکستگی از مسائل مهم و پرهزینه در مهندسی دریا بحساب می‎آید. مشاهدات عینی نشان داد، خطوط لوله که بر بستر فرسایشی دریا و رودخانه‎ها قرار گرفته، در اثر آبشستگی موضعی ایجاد شده، دچار دفن طبیعی(خوددفنی لوله) در بستر رسوبی می‎شود. اما در شرایط طبیعی فرآیند دفن با سرعت کمی اتفاق می‎افتد. از اینرو با نصب زائده‎ای روی خطوط لوله، سعی در افزایش سطح مقطع عمود بر جریان(ایجاد تغییرات الگوی جریان در اطراف خط لوله) و نهایتا وقوع فرسایش در سرعت‎های محیطی کمتر و با شدت بیشتر می‎باشد. مطالعات پیشین نشان می‎دهد که نصب باله در بالای خط لوله، سبب افزایش مقدار فرسایش در اطراف لوله می‎شود. کاربرد پیگیبک‎لاین(Piggyback line) نصب شده با شکل مقطع و زوایای‎ متفاوت، روی خطوط لوله اصلی می‎تواند تفاوت عمده‎ای با تحقیقات انجام شده قبلی داشته باشد. در پژوهش حاضر، به روش پای-باکینگهام(Pi-Bukingham) تمامی متغیرهای تاثیرگذار بر ابعاد آبشستگی موضعی زیر خطوط لوله، تحلیل ابعادی شده است. و تاثیر پارامترهای بدون بعد بدست آمده مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که، آبشستگی لوله به همراه پبگببک‎لاین تا 2 برابر نسبت به لوله ساده افزایش یافته است. پیگیبک‎لاین 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 درشت‎دانه بطور میانگین تا 6 برابر عمق آبشستگی را نسبت به حالت لوله ساده افزایش می‎دهد.

Keywords:

فرسایش تونلی , آبشستگی , پیگیبک‎لاین , خط لوله