بررسي آزمايشگاهي تاثير عدد رينولدز، فواصل كارگذاري و قطرنسبي در پديده جدايش جريان اطراف خطوط لوله با آرايش سوار بر هم

Experimental Investigation on Impact of Reynolds Number, Fitting Distance and Relative Diameter on Flow Separation around Piggyback Pipelines

در اين مقاله الگوي جريان اطراف دو لوله با آرايش سوار بر هم به ازاي فواصل، نسبت قطرها و اعداد رينولدز متفاوت به صورت تجربي در حالت جريان دايمي مورد بررسي قرار گرفته است. تعدادي آزمايش شامل 6 آزمايش ارزيابي و 50 آزمايش اصلي در كانال آزمايشگاهي به طول 10متر، عرض 3/0متر و عمق 5/0متر و با استفاده از ميله تفلون PTFE با قطرهاي مختلف انجام گرديده است. جهت آشكارسازي جدايش جريان از ذرات پلي استايرن با چگالي 05/1 گرم بر سانتي مترمكعب استفاده شده و از تمامي مراحل با دوربين ديجيتالي سرعت بالا فيلم برداري شده است. نتايج نشان داد كه با افزودن لوله فرعي چسبيده به لوله اصلي، شكل متقارن جدايش در پايين دست لوله منفرد از بين رفته و طول ناحيه جدايي تا حد 60% كاهش مي يابد. همچنين با افزايش فاصله نسبي تا يك حد معين، طول ناحيه جدايش براي لوله اصلي افزايش و براي لوله فرعي كاهش مي يابد، ولي پس از گذر از حد مذكور، الگوي جدايش در ناحيه دنباله به حالت متقارن درآمده و تاثير دو لوله بر يكديگر كمرنگ مي شود.

In this paper, flow separations at downstream of piggyback pipelines due to the steady current have experimentally been investigated for various Reynolds numbers, gap ratios and relative diameters of the two pipes. A number of experiments including 6 verification tests and 50 main tests were conducted in a channel with length of 10m, width of 0.3m and 0.5m depth using Teflon rods (PTFE) with different diameters. To visualize the separation pattern, the polystyrene particles with a density of 1.05gr/cm3 have been used and the whole processes of tests have been recorded using a digital camera. The experimental results have shown that with adding the secondary pipe stuck to the main pipe, the symmetrical separation pattern vanished and its length reduced up to 60%. Also, it was observed that with increasing the gap ratio to a certain extent, the separation lengths increased and decreased gradually for the main and secondary pipes, respectively. However, further increase in the gap ratio showed that the two pipes behaved separately and the separation or recirculation patterns became symmetrical and their effect to each other became negligible.