اثر بار رسوبي معلق بر ضريب افت انرژي در لوله‌هاي پلي اتيلن

Effect of Suspended Sediment on Friction in Polyethylene Pipes

چكيده در آبگيري از رودخانه‌ها همواره ذرات رسوب به همراه آب به‌صورت بارهاي كف و رسوبات معلق وارد تاسيسات انتقال و تنظيم آب مي‌شوند و تغييراتي در شرايط جريان لوله‌ها و كانال‌ها ايجاد مي‌كنند. اين تحقيق با هدف بررسي تاثير رسوبات معلق بر ميزان افت انرژي در لوله‌هاي صاف انجام شده است. بدين منظور آزمايش‌هايي با مخلوط آب و رسوب با غلظت‌هاي 1/0 تا 5 درصد حجمي ذرات رسوب ريزدانه با قطرهاي ميانه 04/0، 064/0، 15/0، 25/0، و 72/0 ميلي‌متر در دو سري سيستم لوله پلي‌اتيلن با قطرهاي داخلي 66 و 80 ميلي‌متر انجام گرديد. نتايج نشان ‌داد وجود رسوب در جريان آب در اعداد رينولدز پايين تاثير قابل توجهي بر ميزان افت بار در لوله‌هاي صاف دارد به گونه‌اي كه افزايشي تا 125درصد را نسبت به آب صاف نشان مي‌دهد. نتايج همچنان نشان داد كه مقدار افت انرژي با افزايش غلظت و قطر ذرات به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌يابد. با افزايش عدد رينولدز تاثير بار رسوبي بر افت كاهش يافته و مقدار آن به افت آب خالص نزديك مي‌شود. در برخي موارد، در اعداد رينولدز بالا، حضور بار رسوبي موجب كاهش افت انرژي، تا كمتر از مقدار آن براي آب صاف نيز مي‌گردد.

The results of an experimental study on the effect of sediment laden flow on hydraulic resistance in a smooth pipe are presented. The experiments were carried out in two horizontal PE pipe flow systems of 66 and 80 mm in diameter. Flows of volumetric concentrations of 0.1% to 5% and particle diameters of 0.04, 0.064, 0.15, 0.25, 0.72 mm were studied in the experiments. The results are compared with the flow resistance of clear water flow in smooth pipes. These results showed that the presence of suspended sediment in the flow where the Reynolds number is low may increase the head loss up to 125% for an 80 mm smooth pipe. The results also confirm an increase in flow resistance with an increase in volumetric concentration and particle diameter. In some experiments with high Reynolds numbers, sediment transport caused a decrease in pressure drop to less than that of clear water flow. Increasing the Reynolds number may decrease the effect of sediment concentration on head loss so that the number approaches that of clear water flow resistance.