مطالعه اثر فاصله و قطر نشت بر مشخصات هيدروليكي امواج فشاري جريان غيرماندگار

Study of Effect of Distance and Diameter of Leak on Hydraulic Properties of Unsteady Pressure Waves

به وجود آمدن جريان غيرماندگار در سامانه هاي انتقال آب به دليل تغيير از يك حالت پايدار به حالت پايدار ديگر همواره اجتناب ناپذير است. از سوي ديگر با گذشت زمان به علل گوناگون خط لوله دچار نشت و يا حتي شكستگي مي شود. بنابراين بررسي خصوصيات جريان هاي غيرماندگار در حضور نشت از اهميت ويژه اي برخوردار خواهد بود. لذا در اين تحقيق جريان غيرماندگار سريع با وجود نشت در سامانه، مورد شبيه سازي آزمايشگاهي قرار مي گيرد و به كمك آن تاثير مشخصات نشت از جمله قطر و مكان نشت بر خصوصيات هيدروليكي جريان غيرماندگار سريع مورد ارزيابي قرار خواهد گرفت. آزمايش ها روي يك سامانه مخزن، لوله و شير انجام شده است كه لوله آن از جنس پلي اتيلن به قطر 63 ميلي متر و طول 47 متر است و ارتفاع استاتيكي مخزن تامين بار آب 5 متر مي باشد. در مجموع سه دبي، چهار قطر نشت، چهار موقعيت نشت و دو زمان بستن مورد آزمايش قرار گرفت كه نتايج حاكي از آن است كه امواج فشاري ناشي از بستن آني بهتر مي تواند وجود نشت را در سامانه نمايان سازد تا بستن كند. افت فشار در حداكثر فشاري موج اول با افزايش قطر نشت افزايش مي يابد و شيب افت فشار ناشي از نشت در حداكثر اول براي نشت هايي كه از مخزن دورتر هستند و يا به شير نزديك ترمي باشند سريع تر است. همچنين شيب ميرايي امواج براي حالت وجود نشت با قطر بيشتر در سامانه تندتر از حالت نشت با قطر كمتر مي باشد.

Having unsteady flow in water supply systems due to the change from one stable state to another stable state is inevitable. On the other hand, over time, the various causes lead to the pipeline leakage or even a pipe fracture. So, with presence of leak, investigation of characteristics of unsteady flow that is an integral part of the hydraulic system will be of particular important. In current study, the fast unsteady flow that is one of the most damaging types of flow is simulated by laboratory considering leak in pipeline and with respect to that, the impact of leakage characteristics such as size and location of the leak on the hydraulic properties of unsteady flow will be evaluated. The experiments were carried on a tank, pipes and valve system that made of 63 mm polyethylene pipe with length of 47 meters and a height of 5 m for static water head in tank. A total of 3 discharges, 4 leakage diameters, 4 leakage positions and 2 fasten time of valve were tested that illustrate gradual valve fastening cannot show the leakage in pipeline system. Peak pressure drop in the first period of wave increases with increasing diameter and slope of the pressure drop caused by a leak in the first peak are faster for the leaks that nearer to the valve. Also, the pressure wave damping slope is steeper in the case of leakage with a greater diameter than leakage with a smaller diameter.